KR20190039419A - 그래프팅된 중합체 네트워크를 함유하는 중합체 조성물 및 그의 제조 및 사용 방법 - Google Patents

그래프팅된 중합체 네트워크를 함유하는 중합체 조성물 및 그의 제조 및 사용 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190039419A
KR20190039419A KR1020197006108A KR20197006108A KR20190039419A KR 20190039419 A KR20190039419 A KR 20190039419A KR 1020197006108 A KR1020197006108 A KR 1020197006108A KR 20197006108 A KR20197006108 A KR 20197006108A KR 20190039419 A KR20190039419 A KR 20190039419A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reactive
reactive composition
lens
polymer
composition
Prior art date
Application number
KR1020197006108A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102371794B1 (ko
Inventor
브라이언 아이트켄
찰스 스케일스
스콧 조슐린
용 장
돌라 신하
쉬브쿠마 마하데반
패트리샤 마틴
팡 루
도니 듀스
스티븐 씨 아놀드
Original Assignee
존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드 filed Critical 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
Publication of KR20190039419A publication Critical patent/KR20190039419A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102371794B1 publication Critical patent/KR102371794B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/12—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polysiloxanes
    • C08F283/124—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polysiloxanes on to polysiloxanes having carbon-to-carbon double bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/14—Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
    • A61F2/16—Intraocular lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/52—Hydrogels or hydrocolloids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00038—Production of contact lenses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/22—Esters containing halogen
    • C08F220/24—Esters containing halogen containing perhaloalkyl radicals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52—Amides or imides
    • C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10—Esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F226/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F226/06—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F226/10—N-Vinyl-pyrrolidone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/12—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/06—Polymers provided for in subclass C08G
    • C08F290/068—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12—Chemical modification
    • C08J7/16—Chemical modification with polymerisable compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/08—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C08L51/085—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds on to polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B69/00—Dyes not provided for by a single group of this subclass
    • C09B69/10—Polymeric dyes; Reaction products of dyes with monomers or with macromolecular compounds
    • C09B69/109—Polymeric dyes; Reaction products of dyes with monomers or with macromolecular compounds containing other specific dyes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041—Lenses
    • G02B1/043—Contact lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04—Contact lenses for the eyes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/16—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of eye parts, e.g. intraocular lens, cornea
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2810/00—Chemical modification of a polymer
    • C08F2810/20—Chemical modification of a polymer leading to a crosslinking, either explicitly or inherently
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/50—Aqueous dispersion, e.g. containing polymers with a glass transition temperature (Tg) above 20°C
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/02—Applications for biomedical use

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

하기 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 중합체 조성물이 제공된다: (a) (i) 제1 활성화 시에, 2개 이상의 자유 라디칼 기를 형성할 수 있고, 이들 중 적어도 하나는 후속 활성화에 의해 추가로 활성화가능한, 중합 개시제; (ii) 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물; 및 (iii) 가교결합제를 함유하는 제1 반응성 조성물을 제공하는 단계; (b) 상기 제1 반응성 조성물을 제1 활성화 단계를 거치게 하여, 상기 제1 반응성 조성물이 중합되어, 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제를 함유하는 가교결합된 기재 네트워크를 형성하도록 하는 단계; (c) 상기 가교결합된 기재 네트워크를 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물을 함유하는 제2 반응성 조성물과 배합하는 단계; 및 (d) 상기 가교결합된 기재 네트워크의 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제를 활성화시켜, 상기 제2 반응성 조성물이 상기 가교결합된 기재 네트워크와 중합되어, 그래프팅된 중합체 네트워크 및 부산물 중합체를 형성하도록 하는 단계. 또한, 중합체 조성물의 전구체, 중합체 조성물의 제조 방법, 및, 예를 들어 의료 장치에서의 중합체 조성물의 사용 방법이 제공된다.

Description

그래프팅된 중합체 네트워크를 함유하는 중합체 조성물 및 그의 제조 및 사용 방법
관련 출원
본 출원은, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 2017년 7월 21일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/656,033호 및 2016년 8월 5일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/371,362호에 대한 우선권을 주장한다.
기술분야
본 발명은 그래프팅된 중합체 네트워크를 함유하는 중합체 조성물 및 중합체 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 중합체 조성물의 전구체, 전구체의 제조 방법뿐만 아니라, 예를 들어 의료 장치에서의 중합체 조성물의 사용 방법에 관한 것이다.
바람직한 특성을 제공하는 개별 성분들로부터 제조되는 중합체 재료의 개발은 많은 제품 분야에서 계속 진행 중인 목표이다. 예를 들어, 산소 투과성 및 친수성을 나타내는 중합체 재료는 콘택트 렌즈에서와 같이 의료 장치 분야에서의 다수의 응용에 바람직하다.
특성들을 조합하려고 시도하는 중합체 재료들을 형성할 때 일반적으로 접하게 되는 과제는, 많은 경우에, 최종 재료를 형성하는 개별 성분들이 서로 용이하게 상용성이 아니라는 것이다. 예를 들어, 콘택트 렌즈 분야에서, 실리콘 하이드로겔은 상당히 증가된 산소 투과도를 갖는 렌즈를 제공하며, 이에 따라, 때때로 통상적인 하이드로겔 렌즈와 관련될 수 있는 조건인 각막 부종 및 혈관과다(hyper-vasculature)를 감소시킬 수 있는 렌즈를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 실리콘 하이드로겔은 전형적으로 적어도 하나의 실리콘-함유 단량체 또는 반응성 거대단량체 및 적어도 하나의 친수성 단량체를 함유하는 혼합물을 중합시켜 제조되어 왔다. 그러나, 실리콘 하이드로겔 렌즈는, 실리콘 성분과 친수성 성분이 종종 불상용성이기 때문에 생성하기가 어려울 수 있다.
성분들이 달리 불상용성인 경우를 비롯한, 중합체 재료를 생성하기 위한 새로운 기술이 의료 장치를 비롯한 많은 분야에서 바람직하다.
본 발명자들은, 본 명세서에 기재된 바와 같은 방법이, 매우 다양한 성분 단량체들 및 중합체들로부터 유도된 새로운 조성물을 제공할 수 있음을 이제 알아내었는데, 이에는 그러한 성분 단량체들 및 중합체들이 일반적으로 불상용성인 경우가 포함된다. 그러한 방법 및 생성된 조성물은 다양한 응용에서, 예를 들어 안과용 장치 및 콘택트 렌즈와 같은 의료 장치 분야에서 사용된다.
따라서, 일 태양에서, 본 발명은 중합체 조성물을 제공한다. 중합체 조성물은 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 형성된다:
(a) (i) 제1 활성화 시에, 2개 이상의 자유 라디칼 기를 형성할 수 있고, 이들 중 적어도 하나는 후속 활성화에 의해 추가로 활성화가능한, 중합 개시제; (ii) 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물; 및 (iii) 가교결합제를 함유하는 제1 반응성 조성물을 제공하는 단계;
(b) 상기 제1 반응성 조성물을 제1 활성화 단계를 거치게 하여, 상기 제1 반응성 조성물이 중합되어, 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제를 함유하는 가교결합된 기재 네트워크(crosslinked substrate network)를 형성하도록 하는 단계;
(c) 상기 가교결합된 기재 네트워크를 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물을 함유하는 제2 반응성 조성물과 배합하는 단계; 및
(d) 상기 가교결합된 기재 네트워크의 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제를 활성화시켜, 상기 제2 반응성 조성물이 상기 가교결합된 기재 네트워크와 중합되어, 그래프팅된 중합체 네트워크 및 부산물 중합체를 형성하도록 하는 단계.
추가의 태양에서, 본 발명은 중합체 조성물의 제조 방법을 제공한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 본 명세서에 기재된 바와 같은 중합체 조성물을 포함하는 의료 장치를 제공한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 본 명세서에 기재된 바와 같은 중합체 조성물을 포함하는 안과용 장치, 예컨대 콘택트 렌즈를 제공한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은, 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제를 함유하고 본 명세서에 기재된 중합체 조성물을 제조하는 데 유용한 전구체인 가교결합된 기재 네트워크를 제공한다. 가교결합된 기재 네트워크는 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 형성될 수 있다:
(a) (i) 제1 활성화 시에, 2개 이상의 자유 라디칼 기를 형성할 수 있고, 이들 중 적어도 하나는 후속 활성화에 의해 추가로 활성화가능한, 중합 개시제; (ii) 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물; 및 (iii) 가교결합제를 함유하는 제1 반응성 조성물을 제공하는 단계; 및
(b) 상기 제1 반응성 조성물을 제1 활성화 단계를 거치게 하여, 상기 제1 반응성 조성물이 중합되어, 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제를 함유하는 가교결합된 기재 네트워크를 형성하도록 하는 단계.
추가의 태양에서, 본 발명은 가교결합된 기재 네트워크의 제조 방법을 제공한다.
달리 정의되지 않으면, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 용어 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 숙련자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특허 및 기타 참고 문헌은 참고로 포함된다.
달리 나타내지 않는 한, 예를 들어 "2부터 10까지" 또는 "2 내지 10"에서와 같은 수치 범위는 그 범위를 한정하는 숫자(예를 들어, 2 및 10)를 포함한다.
달리 나타내지 않는 한, 비, 백분율, 부 등은 중량 기준이다.
어구 "수평균 분자량"은 샘플의 수평균 분자량(Mn)을 지칭하며; 어구 "중량 평균 분자량"은 샘플의 중량 평균 분자량(Mw)을 지칭하며; 어구 "다분산 지수"(PDI)는 Mw를 Mn으로 나눈 비를 지칭하며, 샘플의 분자량 분포를 기술한다. "분자량"의 유형이 나타나 있지 않거나 문맥으로부터 명백하지 않은 경우, 이는 수평균 분자량을 지칭하는 것으로 의도된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 수식되는 수치의 +/-10%의 범위를 지칭한다. 예를 들어, 어구 "약 10"은 9 및 11 둘 모두를 포함할 것이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "(메트)"는 선택적인 메틸 치환을 나타낸다. 따라서, "(메트)아크릴레이트"와 같은 용어는 메타크릴레이트 및 아크릴레이트 둘 모두를 나타낸다.
화학 구조가 주어지는 경우에는 언제든지, 구조의 치환체들에 대해 개시되는 대안들이 임의의 조합으로 조합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 구조가 치환체 R* 및 R**를 함유하고, 그 각각이 3가지의 가능한 기를 함유하는 경우, 9가지 조합이 개시된다. 특성들의 조합들에 대해서도 마찬가지이다.
중합체 샘플 내의 반복 단위들의 평균수는 그의 "중합도"로 알려져 있다. 중합체 샘플의 일반 화학식, 예컨대 [***]n이 사용될 때, "n"은 그의 중합도를 지칭하며, 상기 화학식은 중합체 샘플의 수평균 분자량을 나타내는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "개체"는 인간 및 척추 동물을 포함한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "의료 장치"는 포유류 조직 또는 체액 내에 또는 상에, 그리고 바람직하게는 인간 조직 또는 체액 내에 또는 상에 있는 채로 사용되도록 설계된 임의의 물품을 지칭한다. 이들 장치의 예에는 상처 드레싱, 실란트, 조직 충전제, 약물 전달 시스템, 코팅, 접착 방지 배리어, 카테터, 임플란트, 스텐트, 및 안과용 장치, 예를 들어 안내 렌즈(intraocular lens), 각막 인레이(corneal inlay), 및 콘택트 렌즈가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 의료 장치는 안과용 장치, 바람직하게는 콘택트 렌즈일 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "안과용 장치"는 안구 표면을 비롯한, 눈 또는 눈의 임의의 부분 안에 또는 그 위에 머무르는 임의의 장치를 지칭한다. 이러한 장치는 광학적 교정, 미용 증진, 시력 증진, 치료적 이득(예를 들어, 안대로서) 또는 활성 성분, 예컨대 약제학적(pharmaceutical) 성분 및 영양의약제(nutraceutical) 성분의 전달, 또는 전술된 것들 중 임의의 것의 조합을 제공할 수 있다. 안과용 장치의 예에는 누점 마개(punctal plug) 등을 포함하지만 이로 한정되지 않는 광학적 삽입물 및 안구 삽입물(ocular insert)과 렌즈가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. "렌즈"는 소프트 콘택트 렌즈, 하드 콘택트 렌즈, 하이브리드 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 및 인레이 및 오버레이 렌즈를 포함한다. 안과용 장치는 바람직하게는 콘택트 렌즈를 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "콘택트 렌즈"는 개체의 눈의 각막 상에 배치될 수 있는 안과용 장치를 지칭한다. 콘택트 렌즈는, 상처 치유, 약물 또는 영양의약제의 전달, 진단 평가 또는 모니터링, 자외광 차단, 가시광 또는 눈부심(glare) 감소, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 교정적, 미용적, 또는 치료적 이점을 제공할 수 있다. 콘택트 렌즈는 당업계에 공지된 임의의 적절한 물질을 가질 수 있으며, 모듈러스, 물 함량, 광 투과율, 또는 이들의 조합과 같은 상이한 물리적, 기계적, 또는 광학적 특성들을 갖는 적어도 2개의 별개의 부분들을 포함하는 소프트 렌즈, 하드 렌즈 또는 하이브리드 렌즈일 수 있다.
본 발명의 의료 장치, 안과용 장치, 및 렌즈는 실리콘 하이드로겔로 구성될 수 있다. 이러한 실리콘 하이드로겔은 전형적으로 경화된 장치 내에서 서로 공유 결합되는 적어도 하나의 친수성 단량체와 적어도 하나의 실리콘-함유 성분을 함유한다. 본 발명의 의료 장치, 안과용 장치, 및 렌즈는 또한 통상적인 하이드로겔, 또는 통상적인 하이드로겔과 실리콘 하이드로겔의 조합으로 구성될 수 있다.
"거대분자"는 수평균 분자량이 1500 초과인 유기 화합물이며, 반응성 또는 비반응성일 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "목표 거대분자"는 단량체, 거대단량체, 예비중합체, 가교결합제, 개시제, 첨가제, 희석제 등을 포함하는 반응성 조성물로부터 합성되는 의도된 거대분자이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "단량체"는 사슬 성장 중합, 특히 자유 라디칼 중합을 겪어서, 목표 거대분자의 화학 구조 내에 반복 단위를 생성할 수 있는 일작용성 분자이다. 일부 단량체는 가교결합제로서 작용할 수 있는 이작용성 불순물을 갖는다. "친수성 단량체"는 또한 25℃에서 5 중량%의 농도로 탈이온수와 혼합되는 경우에 투명한 단일상 용액을 생성하는 단량체이다. "친수성 성분"은 25℃에서 5 중량%의 농도로 탈이온수와 혼합되는 경우에 투명한 단일상 용액을 생성하는 단량체, 거대단량체, 예비중합체, 개시제, 가교결합제, 첨가제, 또는 중합체이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "거대단량체" 또는 "매크로머"는 사슬 성장 중합, 특히 자유 라디칼 중합을 겪을 수 있는 적어도 하나의 반응성 기를 갖는 선형 또는 분지형 거대분자이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "중합성"은 화합물이 사슬 성장 중합, 특히 자유 라디칼 중합을 겪을 수 있는 적어도 하나의 반응성 기를 포함함을 의미한다. 따라서, "반응성 기"는 자유 라디칼 반응성 기를 지칭하며, 이의 비제한적인 예에는 제한 없이, (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, 스티렌, 비닐, 비닐 에테르, N-비닐락탐, N-비닐아미드, O-비닐카르바메이트, O-비닐카르보네이트, O-비닐에테르, 및 다른 비닐 기가 포함된다. 일 실시 형태에서, 자유 라디칼 반응성 기는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, 스티릴 작용기, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 대조적으로, 용어 "비중합성"은 화합물이 그러한 자유 라디칼 반응성 기를 포함하지 않음을 의미한다.
전술한 것의 예에는 치환 또는 비치환된 C1-6알킬(메트)아크릴레이트, C1-6알킬(메트)아크릴아미드, C2-12알케닐, C2-12알케닐페닐, C2-12알케닐나프틸, C2-6알케닐페닐C1-6알킬이 포함되며, 여기서 상기 C1-6알킬 상의 적합한 치환체는 에테르, 하이드록실, 카르복실, 할로겐 및 이들의 조합이 포함된다.
임의의 유형의 자유 라디칼 중합이 사용될 수 있으며, 이에는 벌크 중합, 용액 중합, 현탁 중합, 및 유화 중합뿐만 아니라, 임의의 제어된 라디칼 중합 방법, 예컨대 안정한 자유 라디칼 중합, 질산화물-매개 리빙 중합, 원자 이동 라디칼 중합, 가역적 부가 단편화 사슬 이동 중합, 유기텔루륨 매개 리빙 라디칼 중합 등이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
"에틸렌계 불포화 화합물"은 적어도 하나의 반응성 기를 함유하는 단량체, 거대단량체, 또는 예비중합체이다. 에틸렌계 불포화 화합물은 바람직하게는 하나의 반응성 기로 이루어질 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "실리콘-함유 성분" 또는 "실리콘 성분"은, 전형적으로 실록시 기, 실록산 기, 카르보실록산 기, 및 이들의 조합 형태의 적어도 하나의 규소-산소 결합을 갖는, 반응성 조성물 중의 단량체, 거대단량체, 예비중합체, 가교결합제, 개시제, 또는 중합체이다. 본 발명에 유용한 실리콘-함유 성분의 예는 미국 특허 제3,808,178호, 제4,120,570호, 제4,136,250호, 제4,153,641호, 제4,740,533호, 제5,034,461호, 제5,070,215호, 제5,244,981호, 제5,314,960호, 제5,331,067호, 제5,371,147호, 제5,760,100호, 제5,849,811호, 제5,962,548호, 제5,965,631호, 제5,998,498호, 제6,367,929호, 제6,822,016호, 제6,943,203호, 제6,951,894호, 제7,052,131호, 제7,247,692호, 제7,396,890호, 제7,461,937호, 제7,468,398호, 제7,538,146호, 제7,553,880호, 제7,572,841호, 제7,666,921호, 제7,691,916호, 제7,786,185호, 제7,825,170호, 제7,915,323호, 제7,994,356호, 제8,022,158호, 제8,163,206호, 제8,273,802호, 제8,399,538호, 제8,415,404호, 제8,420,711호, 제8,450,387호, 제8,487,058호, 제8,568,626호, 제8,937,110호, 제8,937,111호, 제8,940,812호, 제8,980,972호, 제9,056,878호, 제9,125,808호, 제9,140,825호, 제9,156,934호, 제9,170,349호, 제9,217,813호, 제9,244,196호, 제9,244,197호, 제9,260,544호, 제9,297,928호, 제9,297,929호, 및 유럽 특허 제080539호에서 찾아볼 수 있다. 이들 특허는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
"중합체"는 중합 동안 사용되는 단량체 및 거대단량체의 반복 단위로 구성된 목표 거대분자이다.
"단일중합체"는 하나의 단량체로부터 제조된 중합체이고; "공중합체"는 둘 이상의 단량체로부터 제조된 중합체이고; "삼원공중합체"는 3개의 단량체로부터 제조된 중합체이고; "블록 공중합체"는 조성적으로 상이한 블록들 또는 세그먼트들로 구성된다. 이중블록 공중합체는 2개의 블록을 갖는다. 삼중블록 공중합체는 3개의 블록을 갖는다. "콤(comb) 또는 그래프트 공중합체"는 적어도 하나의 거대단량체로부터 제조된다.
"반복 단위"는 특정 단량체 또는 거대단량체의 중합에 상응하는 중합체 내의 원자들의 가장 작은 군이다.
"개시제"는, 단량체와 반응하여 자유 라디칼 중합 반응을 개시할 수 있는 자유 라디칼 기로 분해될 수 있는 분자이다. 열 개시제는 온도에 따라 소정 속도로 분해되며; 전형적인 예는 아조 화합물, 예컨대 1,1'-아조비스아이소부티로니트릴 및 4,4'-아조비스(4-시아노발레르산), 퍼옥사이드, 예컨대 벤조일 퍼옥사이드, tert-부틸 퍼옥사이드, tert-부틸 하이드로퍼옥사이드, tert-부틸 퍼옥시벤조에이트, 다이쿠밀 퍼옥사이드, 및 라우로일 퍼옥사이드, 과산, 예컨대 과아세트산 및 과황산칼륨뿐만 아니라, 다양한 산화환원 시스템이다. 광개시제는 광화학 과정에 의해 분해되며; 전형적인 예는 벤질, 벤조인, 아세토페논, 벤조페논, 캄퍼퀴논, 및 이들의 혼합물의 유도체뿐만 아니라, 다양한 모노아실 및 비스아실 포스핀 옥사이드 및 이들의 조합이다.
"자유 라디칼 기"는, 반응성 기와 반응하여 자유 라디칼 중합 반응을 개시할 수 있는 홀 원자가 전자(unpaired valence electron)를 갖는 분자이다.
"가교결합제" 또는 "가교제"는 분자 상의 2개 이상의 위치에서 자유 라디칼 중합을 겪어서 분지점 및 중합체 네트워크를 생성할 수 있는 이작용성 또는 다작용성 단량체이다. 가교결합제 상의 2개 이상의 중합성 작용기는 동일하거나 상이할 수 있으며, 예를 들어, 독립적으로 비닐 기(알릴을 포함함), (메트)아크릴레이트 기, 및 (메트)아크릴아미드 기로부터 선택될 수 있다. 일반적인 예는 에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트, 메틸렌 비스아크릴아미드, 트라이알릴 시아누레이트 등이다.
"예비중합체"는, 추가의 반응을 겪어서 중합체를 형성할 수 있는 잔존하는 반응성 기를 함유하는 단량체(또는 거대단량체)의 반응 생성물이다.
"중합체 네트워크"는 가교결합된 거대분자 형태인 중합체의 유형이다. 일반적으로, 중합체 네트워크는 용매 중에 팽윤될 수 있지만 용해될 수 없다. 예를 들어, 본 발명의 가교결합된 기재 네트워크는 용해되지 않고서 팽윤성인 재료이다.
"하이드로겔"은, 물 또는 수용액 중에 팽윤되어, 전형적으로 적어도 10 중량%의 물(25℃)을 흡수하는 중합체 네트워크이다. "실리콘 하이드로겔"은 적어도 하나의 실리콘-함유 성분과 적어도 하나의 친수성 성분으로부터 제조되는 하이드로겔이다. 친수성 성분은 또한 비반응성 중합체를 포함할 수 있다.
"통상적인 하이드로겔"은 어떠한 실록시, 실록산 또는 카르보실록산 기도 갖지 않는 단량체로부터 제조된 중합체 네트워크를 지칭한다. 통상적인 하이드로겔은 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트("HEMA"), N-비닐 피롤리돈("NVP"), N, N-다이메틸아크릴아미드("DMA") 또는 비닐 아세테이트와 같은 친수성 단량체를 주로 함유하는 반응성 조성물로부터 제조된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "반응성 조성물"은, (하나 초과의 성분이 존재할 때) 함께 혼합된 하나 이상의 반응성 성분(및 선택적으로 비반응성 성분)을 함유하고, 중합 조건을 거칠 때, 중합체 조성물을 형성하는 조성물을 지칭한다. 하나 초과의 성분이 존재하는 경우, 반응성 조성물은 또한 본 명세서에서 "반응성 혼합물" 또는 "반응성 단량체 혼합물"(또는 RMM)로 지칭될 수 있다. 반응성 조성물은 반응성 성분, 예를 들어 단량체, 거대단량체, 예비중합체, 가교결합제, 및 개시제, 및 선택적인 첨가제, 예를 들어 습윤제, 이형제, 염료, 광 흡수 화합물, 예컨대 UV-VIS 흡수제, 안료, 염료 및 광변색성(photochromic) 화합물(이들 중 임의의 것은 반응성 또는 비반응성일 수 있지만, 바람직하게는 생성되는 중합체 조성물 중에 보유될 수 있음)뿐만 아니라, 약제학적 화합물 및 영양의약제 화합물, 및 임의의 희석제를 포함한다. 제조되는 최종 생성물 및 그의 의도된 용도에 기초하여 광범위한 첨가제가 첨가될 수 있음이 이해될 것이다. 반응성 조성물의 성분들의 농도는 희석제를 제외한, 반응성 조성물 중의 모든 성분들에 대한 중량%로 표현된다. 희석제가 사용되는 경우에, 그 농도는 반응 조성물 중의 모든 성분들과 희석제의 양을 기준으로 하여 중량%로 표현된다.
"반응성 성분"은 반응성 조성물 중의 성분으로서, 이것은 공유 결합, 수소 결합, 정전기 상호작용, 상호침투 중합체 네트워크의 형성, 또는 임의의 다른 수단에 의해 생성된 재료의 화학 구조의 일부가 된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈"는 적어도 하나의 실리콘 하이드로겔을 포함하는 콘택트 렌즈를 지칭한다. 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈는 일반적으로 통상적인 하이드로겔과 비교하여 증가된 산소 투과도를 갖는다. 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈는 그들의 물 및 중합체 함량 둘 모두를 사용하여 산소를 눈에 투과시킨다.
상기에 언급된 바와 같이, 일 태양에서, 본 발명은 하기를 포함하는 방법에 의해 형성되는 중합체 조성물을 제공한다:
(a) (i) 제1 활성화 시에, 2개 이상의 자유 라디칼 기를 형성할 수 있고, 이들 중 적어도 하나는 후속 활성화에 의해 추가로 활성화가능한, 중합 개시제; (ii) 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물; 및 (iii) 가교결합제를 함유하는 제1 반응성 조성물을 제공하는 단계;
(b) 상기 제1 반응성 조성물을 제1 활성화 단계를 거치게 하여, 상기 제1 반응성 조성물이 중합되어, 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제를 함유하는 가교결합된 기재 네트워크를 형성하도록 하는 단계;
(c) 상기 가교결합된 기재 네트워크를 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물을 함유하는 제2 반응성 조성물과 배합하는 단계; 및
(d) 상기 가교결합된 기재 네트워크의 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제를 활성화시켜, 상기 제2 반응성 조성물이 상기 가교결합된 기재 네트워크와 중합되어, 그래프팅된 중합체 네트워크 및 부산물 중합체를 형성하도록 하는 단계.
중합 개시제는 2개 이상의 별개의 활성화 단계로 자유 라디칼 기를 생성하는 능력을 갖는 임의의 조성물일 수 있다. 제1 활성화와 제2 활성화가 순차적으로 수행될 수 있는 한, 어떤 유형의 중합 개시제가 사용되는지 또는 활성화 메커니즘에 관하여 본 발명에서 특별한 요건은 없다. 따라서, 적합한 중합 개시제는, 예를 들어, 열적으로, 가시광에 의해, 자외광에 의해, 전자빔 조사를 통해, 감마선 조사에 의해, 또는 이들의 조합에 의해 활성화될 수 있다. 본 발명에 사용하기 위한 중합 개시제의 예에는 제한 없이, 비스아실포스핀 옥사이드("BAPO"), 비스(아실)포스판 옥사이드(예를 들어, 비스(메시토일)포스핀산), 아조 화합물, 퍼옥사이드, 알파-하이드록시 케톤, 알파-알콕시 케톤, 1,2-다이케톤, 게르마늄계 화합물(예컨대, 비스(4-메톡시벤조일)다이에틸게르마늄), 또는 이들의 조합이 포함된다.
BAPO 개시제가 바람직하다. 적합한 BAPO 개시제의 예에는 제한 없이, 화학식 I의 화학 구조를 갖는 화합물이 포함된다:
[화학식 I]
Figure pct00001
상기 식에서, Ar1 및 Ar2는 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴 기, 전형적으로 치환된 페닐 기이며, 치환체는 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 기, 예컨대 메틸 기, 선형, 분지형, 또는 환형 알콕시 기, 예컨대 메톡시 기, 및 할로겐 원자이며; 바람직하게는, Ar1 및 Ar2는 동일한 화학 구조를 갖고; R1은 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 기이거나, 또는 R1은 페닐 기, 하이드록실 기, 또는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알콕시 기이다.
초기 활성화 및 후속 활성화를 위하여 상이한 유형의 에너지에 의해 활성화가능한 중합 개시제가 사용될 수 있음에 유의하여야 한다. 예를 들어, 조사를 통한 제1 열 활성화 및 제2 활성화를 겪는 재료는 본 발명의 범주 내에 있다. 그러한 혼합된 활성화 물질의 예에는 화학식 A 내지 화학식 D의 화합물이 포함된다:
[화학식 A]
Figure pct00002
,
[화학식 B]
Figure pct00003
,
[화학식 C]
Figure pct00004
, 또는
[화학식 D]
Figure pct00005
상기 식에서, Ar1 및 Ar2는 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴 기, 전형적으로 치환된 페닐 기이며, 치환체는 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 기, 예컨대 메틸 기, 선형, 분지형, 또는 환형 알콕시 기, 예컨대 메톡시 기, 및 할로겐 원자이며; 바람직하게는, Ar1 및 Ar2는 동일한 화학 구조를 갖고; R1은 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 기이고; R2는, 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 메틸렌 사슬을 따라 에테르, 케톤, 또는 에스테르 기를 추가로 포함할 수 있는 이작용성 메틸렌 연결기이고; R3은 수소 원자, 하이드록실 기, 또는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형, 또는 환형 알콕시 기이다. 추가의 예는 tert-부틸 7-메틸-7-(tert-부틸아조)퍼옥시옥타노에이트이다.
더욱이, 2개의 구별되는 분해 온도를 나타내는 다이아조 화합물, 다이퍼옥시 화합물, 또는 아조-퍼옥시 화합물이 본 발명에 사용될 수 있다.
바람직하게는, 중합 개시제는 광중합 개시제, 바람직하게는 비스아실포스핀 옥사이드이다. 비스아실포스핀 옥사이드가 바람직한데, 그 이유는, 이들은 상이한 파장에서 순차적인 활성화 단계들을 겪을 수 있으며, 이에 따라 사용이 간단하기 때문이다. 더 긴 파장에서, 비스아실포스핀 옥사이드는 2개의 자유 라디칼 기를 형성할 수 있으며, 이들 중 하나는 모노아실포스핀 옥사이드이다. 이어서, 모노아실포스핀 옥사이드(MAPO)는, 전형적으로 더 짧은 파장에서 제2 활성화를 겪을 수 있다. 특히 바람직한 비스아실포스핀 옥사이드는 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일) 페닐포스핀 옥사이드이며, 이에 대하여 더 긴 파장은 전형적으로 420 nm 초과(예를 들어, 435 nm 이상)이고, 더 짧은 파장은 전형적으로 420 nm 이하이다. 방사선원으로서 대역폭이 비교적 좁은 LED 또는 등가의 라이트를 사용하여, 가교결합된 기재 네트워크 내의 MAPO 기의 일부 또는 대부분을 보존하면서 초기 조사를 가능하게 하는 것이 바람직할 수 있다.
사용될 수 있는 다른 예시적인 비스아실포스핀 옥사이드 화합물에는 비스-(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4,4-트라이메틸펜틸포스핀 옥사이드, 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-2,4,4-트라이메틸펜틸포스핀 옥사이드, 또는 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)포스핀산 또는 이의 염이 포함된다.
본 발명에서, 중합 개시제, 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물, 및 가교결합제를 함유하는 제1 반응성 조성물은 중합 개시제가 그의 초기 활성화를 겪게 하는 조건 하에서 제1 활성화 단계를 거친다. 예를 들어, 중합 개시제가 BAPO인 경우, 제1 반응성 조성물은 적절한 광원을 사용하여 435 nm 이상에서 조사될 수 있다. 그에 따라 제1 반응성 조성물은 중합되어 가교결합된 기재 네트워크를 형성한다. 가교결합된 기재 네트워크는 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제로서 중합 개시제의 잔기를 함유한다.
제1 반응성 조성물의 활성화 및 중합은 당업자에게 공지된 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 반응성 조성물의 반응성 성분들은 베셀(vessel) 내에서 혼합될 수 있다. 혼합을 용이하게 하기 위해 희석제가 선택적으로 사용될 수 있다. 혼합물은 여과되고, 탈기되고, 원하는 온도로 가열되고, 이어서 중합 개시제의 제1 활성화 및 그에 따른 가교결합된 기재 네트워크의 형성을 야기하는 조건 하에서 조사될 수 있다. 중합을 위한 베셀은, 예를 들어 생성물이 특정 형상을 갖는 것이 요구되는 경우, 금형일 수 있다.
본 발명에 따르면, 전술된 가교결합된 기재 네트워크는 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물을 함유하는 제2 반응성 조성물과 배합된다. 가교결합된 기재 네트워크는 팽윤성 재료이며, 이에 따라 후속 그래프팅 반응을 위한 일부 반응성 성분들을 흡수한다. 가교결합된 기재 네트워크 내로의 흡수는 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 가교결합된 기재 네트워크는 제2 반응성 조성물 내에 배치되고 팽윤되게 할 수 있다. 또는, 가교결합된 기재 네트워크는 먼저 용매 중에서 팽윤되고, 이어서, 예를 들어 제2 반응성 조성물 중에 사전-팽윤된 가교결합된 기재 네트워크를 부유시킴으로써 제2 반응성 조성물과 배합될 수 있으며, 이 동안에 반응성 성분들은 이전의 분자 확산 및 유체 교환에 의해 가교결합된 기재 네트워크 내로 분배된다. 약간 존재하는 한(0 중량% 초과의 반응성 성분), 가교결합된 기재 네트워크 내로 흡수되어야 하는 반응성 성분들에 대한 최소량은 특별히 없다. 일부 실시 형태에서, 가교결합된 기재 네트워크는 25℃에서 그의 건조 중량에 대해 적어도 0.0001 중량%, 대안적으로 적어도 0.01 중량%, 대안적으로 적어도 0.1 중량%, 대안적으로 적어도 5 중량%, 대안적으로 적어도 10 중량%, 또는 대안적으로 적어도 25 중량%로 제2 반응성 조성물 중에 팽윤가능한 것이 바람직할 수 있다.
가교결합된 기재 네트워크와 제2 반응성 조성물의 혼합 후에, 가교결합된 기재 네트워크의 활성화가능한 자유 라디칼 개시제가 활성화된다. 예를 들어, 본 방법의 단계 (a)에서 사용되는 중합 개시제가 BAPO인 경우, 가교결합된 기재 네트워크에 공유 결합된 자유 라디칼 개시제(이 예에서는, 모노아실포스핀 옥사이드)는 적절한 광원을 사용하여 420 nm 이하의 조사에 의해 활성화될 수 있다. 이어서, 제2 반응성 조성물은 중합을 겪고, 기재 내의 자유 라디칼 개시제를 통해 가교결합된 기재 네트워크와 공유 그래프팅된다. 따라서, 생성물은 그래프팅된 중합체 네트워크이다.
가교결합된 기재 네트워크에 공유 결합된 자유 라디칼 개시제는 활성화될 때 2개의 자유 라디칼 기를 형성하며, 이들 중 하나는 기재에 공유 결합되지 않을 수 있음에 유의하여야 한다. 결과적으로, 제2 반응성 조성물 중의 반응성 성분들 중 일부는 결합되지 않은 자유 라디칼 기를 통해 중합되어, 네트워크와 공유 결합되지 않은 중합체를 형성할 수 있다. 그러한 중합체는 본 명세서에서 "부산물 중합체"로 지칭된다. 이러한 부산물 중합체는 제2 반응성 조성물 중에의 가교결합제의 포함에 의해 그래프팅된 중합체 네트워크와 공유 결합하도록 유도될 수 있다. 조성물은 그래프팅된 중합체 네트워크에 공유 결합되지 않은 부산물 중합체의 적어도 일부분을 함유할 수 있다. 이를 달성하기 위하여, 제2 반응성 조성물의 중합은 가교결합제의 실질적인 부재 하에서 수행된다. "가교결합제의 실질적인 부재"란, 제2 반응성 조성물에 사용되는 임의의 가교결합제가 화학량론적 양보다 적은 양으로 존재함을 의미한다. 일부 실시 형태에서, 가교결합제는 제2 반응성 조성물에 존재하지 않는다.
제2 반응성 조성물 및 가교결합된 기재 네트워크의 활성화 및 중합은, 예를 들어, 반응성 성분들 및 기재를 베셀 내에서 혼합함으로써 수행될 수 있다. 혼합을 용이하게 하고, (예를 들어, 기재가 미리 팽윤 또는 수화되지 않은 경우) 기재의 팽윤을 돕기 위하여 희석제가 선택적으로 사용될 수 있다. 혼합물은 탈기되고, 가열되고, 평형화되고, 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제의 활성화를 야기하는 조건 하에서 조사될 수 있다.
본 발명의 제1 및 제2 반응성 조성물은 반응성 성분으로서 에틸렌계 불포화 화합물을 함유한다. 에틸렌계 불포화 화합물은 중합을 겪어서 본 명세서에 기재된 중합체 조성물을 형성한다. 이해되는 바와 같이, 매우 다양한 에틸렌계 불포화 화합물이 본 발명에 사용될 수 있다.
에틸렌계 불포화 화합물은 제1 반응성 조성물과 제2 반응성 조성물 간에 동일하거나 상이할 수 있지만, 일부 실시 형태에서, 각각의 조성물 중의 에틸렌계 불포화 화합물들 중 적어도 일부는 상이한 것이 바람직하다. 제1 반응성 조성물을 위한 재료로서 제2 반응성 조성물과 상이한 것을 사용함으로써, 달리 용이하게 상용성이 아닐 수 있는 물질들로부터의 바람직한 특성들을 조합시킨 상호침투 네트워크 및 그래프트 물품을 설계하는 것이 가능해진다. 이는 본 발명의 이점들 중 하나이다.
제1 반응성 조성물 및/또는 제2 반응성 조성물 중에 포함시키기 위한 에틸렌계 불포화 화합물은 독립적으로 선택된 실리콘-함유 성분을 포함할 수 있다.
실리콘-함유 성분은 단량체 또는 거대단량체일 수 있으며, 적어도 하나의 반응성 기 및 적어도 하나의 실록산 기를 포함할 수 있다. 실리콘-함유 성분은 적어도 4개의 반복 실록산 단위를 가질 수 있으며, 이는 하기에 정의된 기 중 임의의 것일 수 있다.
실리콘-함유 성분은 또한 적어도 하나의 불소 원자를 함유할 수 있다. 실리콘-함유 성분은 화학식 II의 폴리이치환된 실록산 거대단량체로부터 선택될 수 있다:
[화학식 II]
Figure pct00006
상기 식에서,
적어도 하나의 R4는 반응성 기이고, 나머지 R4는 독립적으로 반응성 기, 1가 알킬 기, 또는 1가 아릴 기(이들 중 임의의 것은 하이드록시, 아미노, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로겐 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 작용기를 추가로 포함할 수 있음); 플루오로알킬 알킬 또는 아릴 기; 부분 플루오르화 알킬 또는 아릴 기; 할로겐; 선형, 분지형 또는 환형 알콕시 또는 아릴옥시 기; 선형 또는 분지형 폴리에틸렌옥시알킬 기, 폴리프로필렌옥시알킬 기, 또는 폴리(에틸렌옥시-코-프로필렌옥시알킬 기; 및 알킬, 알콕시, 하이드록시, 아미노, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 할로겐 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 작용기를 추가로 포함할 수 있는, 1 내지 100개의 실록산 반복 단위를 포함하는 1가 실록산 사슬로부터 선택되며;
n은 0 내지 500 또는 0 내지 200, 또는 0 내지 100, 또는 0 내지 20이며, n이 0 이외의 것일 때, n은 언급된 값과 동일한 모드를 갖는 분포임이 이해된다.
화학식 II에서, 1 내지 3개의 R4는 반응성 기를 포함할 수 있다. 적합한 1가 알킬 및 아릴 기에는 비치환 및 치환된 1가 선형, 분지형 또는 환형 C1 내지 C16 알킬 기, 또는 비치환된 1가 C1 내지 C6 알킬 기, 예를 들어 치환 및 비치환된 메틸, 에틸, 프로필, 부틸; 치환 또는 비치환된 C6-C14 아릴 기; 또는 치환 또는 비치환된 C6 아릴 기가 포함되며, 여기서 치환체는 아미도, 에테르, 아미노, 할로, 하이드록실, 카르복실, 카르보닐 기; 또는 페닐 또는 벤질 기, 이들의 조합 등을 포함한다.
하나의 R4가 반응성 기인 경우, 실리콘-함유 화합물은 화학식 IIIa 또는 화학식 IIIb의 폴리이치환된 실록산 거대단량체; 화학식 IVa 또는 화학식 IVb의 스티릴 폴리이치환된 실록산 거대단량체; 또는 화학식 IVc의 카르보실란으로부터 선택될 수 있다:
[화학식 IIIa]
Figure pct00007
[화학식 IIIb]
Figure pct00008
[화학식 IVa]
Figure pct00009
[화학식 IVb]
Figure pct00010
[화학식 IVc]
Figure pct00011
상기 식에서,
R5는 수소 원자 또는 메틸이고; Z는 O, N, S 또는 NCH2CH2O로부터 선택되고; Z가 O 또는 S인 경우, R6은 필요하지 않고; R6은 H이거나, 또는 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 기이며, 이들 중 임의의 것은 적어도 하나의 하이드록시 기로 추가로 치환될 수 있고, 아미드, 에테르, 및 이들의 조합으로 선택적으로 치환될 수 있고; j는 1 내지 20의 정수이고; q는 최대 50, 5 내지 30 또는 10 내지 25이고;
n1 및 n2는 4 내지 100; 4 내지 50; 또는 4 내지 25이고; n3은 1 내지 50, 1 내지 20, 또는 1 내지 10이고; R7은 치환 또는 비치환된 C1-6, C1-4 또는 C2-4 알킬렌 세그먼트 (CH2)r(각각의 메틸렌 기는 독립적으로 에테르, 아민, 카르보닐, 카르복실레이트, 카르바메이트 및 이들의 조합으로 선택적으로 치환될 수 있음); 또는 옥시알킬렌 세그먼트 (OCH2)k(k는 1 내지 7의 정수임)이거나, 또는 R7은 알킬렌 세그먼트와 옥시알킬렌 세그먼트의 조합일 수 있고 r과 k의 합이 1 내지 9이고; 각각의 R8 및 R9는 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 기, 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 선형, 분지형, 또는 환형 알콕시 기, 선형 또는 분지형 폴리에틸렌옥시알킬 기, 페닐 기, 벤질 기, 치환 또는 비치환된 아릴 기, 플루오로알킬 기, 부분 플루오르화 알킬 기, 퍼플루오로알킬 기, 불소 원자, 또는 이들의 조합이고; R10은 1 내지 8개의 탄소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형 알킬 기, 또는 메틸 또는 부틸; 또는 아릴 기이며, 이들 중 임의의 것은 하나 이상의 불소 원자로 치환될 수 있다.
폴리실록산 거대단량체의 비제한적인 예에는, 화학식 V에 나타낸 바와 같은 모노-메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(mPDMS)(여기서, n은 3 내지 15임); 화학식 VIa에 나타낸 바와 같은 모노-메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-알킬 종결된 폴리다이메틸실록산(여기서, n은 4 내지 100, 4 내지 20, 또는 3 내지 15임); 화학식 VIb에 나타낸 바와 같은 모노-n-알킬 종결된 폴리다이메틸-코-폴리에틸렌 글리콜 실록산(여기서, n1 및 n2는 4 내지 100; 4 내지 50; 또는 4 내지 25이고; n3은 1 내지 50, 1 내지 20, 또는 1 내지 10이고; R5 내지 R10은 화학식 IIIa에서와 같이 정의된 바와 같음); 및 화학식 VIIa 내지 화학식 Xb에 나타낸 바와 같은 화학 구조를 갖는 거대단량체(여기서, n은 4 내지 100, 4 내지 20, 또는 3 내지 15이고; R5 및 R6은 화학식 IIIa에서와 같이 정의되고; R10은 C1-C4 알킬 또는 메틸 또는 부틸일 수 있음)가 포함된다.
[화학식 V] (mPDMS)
Figure pct00012
[화학식 VIa]
Figure pct00013
[화학식 VIb]
Figure pct00014
[화학식 VIIa]
Figure pct00015
[화학식 VIIb]
Figure pct00016
[화학식 VIIc]
Figure pct00017
[화학식 VIII]
Figure pct00018
[화학식 IX]
Figure pct00019
[화학식 Xa]
Figure pct00020
[화학식 Xb]
Figure pct00021
적합한 모노(메트)아크릴옥시알킬폴리이치환된 실록산의 예에는 모노(메트)아크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산, 모노(메트)아크릴옥시프로필 종결된 모노-n-메틸 종결된 폴리다이메틸실록산, 모노(메트)아크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이에틸실록산, 모노(메트)아크릴옥시프로필 종결된 모노-n-메틸 종결된 폴리다이에틸실록산, 모노(메트)아크릴아미도알킬폴리다이알킬실록산 모노(메트)아크릴옥시알킬 종결된 모노-알킬 폴리다이아릴실록산, 및 이들의 혼합물이 포함된다.
화학식 II에서, n이 0일 때, 하나 이상의 R4는 반응성 기를 포함할 수 있으며, 2개 이상의 R4는 트리스트라이C1-4알킬실록시실란 기, 1 내지 100, 1 내지 10 또는 1 내지 5 실록산 반복 단위를 포함하는 1가 실록산 사슬(이는 알킬, 알콕시, 하이드록시, 아미노, 옥소, 카르복시, 알킬 카르복시, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 할로겐 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 작용기를 추가로 포함할 수 있음)을 포함하며, 나머지 R4는 1 내지 16개, 1 내지 6개 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬 기로부터 선택된다. 실리콘 성분의 비제한적인 예에는 3-메타크릴옥시프로필트리스(트라이메틸실록시)실란(TRIS), 3-메타크릴옥시프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란, 및 3-메타크릴옥시프로필펜타메틸 다이실록산이 포함된다.
실록산 반복 단위의 수인 n은 또한 2 내지 50, 3 내지 25, 또는 3 내지 15일 수 있고; 적어도 하나의 말단 R4는 반응성 기를 포함하고, 나머지 R4는 1 내지 16개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬 기로부터, 또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬 기로부터 선택된다. 실리콘-함유 화합물에는, n은 3 내지 15이고, 하나의 말단 R4는 반응성 기를 포함하고, 다른 말단 R4는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬 기를 포함하고 나머지 R4는 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬 기를 포함하는 것들이 또한 포함될 수 있다. 실리콘 성분의 비제한적인 예에는 모노메타크릴옥시프로필 n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(Mn=800 내지 1000)(mPDMS, 화학식 V에 나타낸 바와 같음)이 포함된다.
화학식 II는, n은 5 내지 400 또는 10 내지 300이고, 둘 모두의 말단 R4는 반응성 기를 포함하고 나머지 R4는 서로 독립적으로, 탄소 원자들 사이에 에테르 결합을 가질 수 있고 할로겐을 추가로 포함할 수 있는, 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬 기로부터 선택되는 화합물을 또한 포함할 수 있다.
화학식 II에서 1 내지 4개의 R4는 화학식 XI의 비닐 카르보네이트 또는 비닐 카르바메이트를 포함할 수 있다:
[화학식 XI]
Figure pct00022
상기 식에서,
Y는 O-, S- 또는 NH-를 나타내고; R5는 수소 원자 또는 메틸을 나타낸다.
실리콘-함유 비닐 카르보네이트 또는 비닐 카르바메이트 단량체는 구체적으로 1,3-비스[4-(비닐옥시카르보닐옥시)부트-1-일]테트라메틸-다이실록산; 3-(비닐옥시카르보닐티오) 프로필-[트리스(트라이메틸실록시)실란]; 3-[트리스(트라이메틸실록시)실릴] 프로필 알릴 카르바메이트; 3-[트리스(트라이메틸실록시)실릴] 프로필 비닐 카르바메이트; 트라이메틸실릴에틸 비닐 카르보네이트; 트라이메틸실릴메틸 비닐 카르보네이트, 및 화학식 XII의 가교결합제를 포함한다.
[화학식 XII]
Figure pct00023
약 200 psi 미만의 모듈러스를 갖는 물질이 요구되는 경우, 단지 하나의 R4만이 반응성 기를 포함하며, 나머지 R4 기들 중 2개 이하가 1가 실록산 기를 포함한다.
다른 적합한 실리콘-함유 성분은 화학식 XIII의 화합물(여기서, x와 y의 합은 10 내지 30의 범위의 수임)이다. 화학식 XXIII의 실리콘-함유 성분은 플루오로에테르, 하이드록시-종결된 폴리다이메틸실록산, 아이소포론 다이아이소시아네이트 및 아이소시아네이토에틸메타크릴레이트의 반응에 의해 형성된다.
[화학식 XIII]
Figure pct00024
실리콘-함유 성분은 미국 특허 제8,415,405호의 아크릴아미드 실리콘으로부터 선택될 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 다른 실리콘 성분은 폴리실록산, 폴리알킬렌 에테르, 다이아이소시아네이트, 폴리플루오르화 탄화수소, 폴리플루오르화 에테르 및 다당류 기를 함유한 거대단량체와 같은 국제특허 공개 WO 96/31792호에 기재된 것들을 포함한다. 다른 부류의 적합한 실리콘-함유 성분은 미국 특허 제5,314,960호, 제5,331,067호, 제5,244,981호, 제5,371,147호 및 제6,367,929호에 개시된 것과 같은, 기 이동 중합(Group Transfer Polymerization, GTP)을 통해 제조된 실리콘-함유 거대단량체를 포함한다. 미국 특허 제5,321,108호; 미국 특허 제5,387,662호; 및 미국 특허 제5,539,016호에는 말단 다이플루오로 치환된 탄소 원자에 수소 원자가 부착되어 있는 극성 플루오르화 그래프트 또는 측기(side group)를 갖는 폴리실록산이 기재되어 있다. 미국 특허 출원 공개 제2002/0016383호는 에테르 및 실록사닐 결합을 함유하는 친수성 실록사닐 메타크릴레이트, 및 폴리에테르 및 폴리실록사닐 기를 함유하는 가교결합성 단량체를 기술한다. 전술한 폴리실록산 중 임의의 것이 또한 실리콘-함유 성분으로서 본 발명에서 사용될 수 있다.
실리콘 성분은 모노메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-알킬 종결된 선형 폴리이치환된 실록산; 메타크릴옥시프로필-종결된 선형 폴리이치환된 실록산; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
함유 실리콘 성분은 또한 모노메타크릴레이트 종결된 C1-C4 알킬 종결된 선형 폴리다이메틸실록산; 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
추가의 예에는 화학식 VIa(여기서, R10은 메틸 또는 부틸임), 화학식 V 내지 화학식 Xb의 화합물, 및 화학식 XIV 또는 화학식 XV에 나타낸 거대단량체(여기서, n은 1 내지 50이고 m은 1 내지 50, 1 내지 20 또는 1 내지 10임)로부터 선택되는 것들이 포함된다:
[화학식 XIV]
Figure pct00025
[화학식 XV]
Figure pct00026
실리콘-함유 성분의 추가의 예에는 화학식 VIa의 mPDMS, 화학식 VIIa 또는 화학식 VIIb, 또는 화학식 VIII의 화합물(여기서, R5는 메틸이고, R10은 메틸 또는 부틸로부터 선택됨), 및 화학식 XIV에 나타낸 거대단량체(여기서, n은 1 내지 50 또는 4 내지 40, 4 내지 20임)가 포함된다.
하나 초과의 반응성 기를 함유하는 실리콘-함유 성분의 구체적인 예에는 비스메타크릴옥시프로필 폴리다이메틸실록산(여기서, n은 4 내지 200, 또는 4 내지 150일 수 있음), 및 하기 화학식 XVIa 내지 화학식 XVIIc의 화합물(여기서, n1 및 n2는 독립적으로 4 내지 100; 4 내지 50; 또는 4 내지 25로부터 선택되고; n3은 1 내지 50, 1 내지 20 또는 1 내지 10이고, m은 1 내지 100, 1 내지 50, 1 내지 20 또는 1 내지 10이고, q는 최대 50, 5 내지 30 또는 10 내지 25이고; s는 최대 50, 5 내지 30 또는 10 내지 25이고; Z, R5, R6, R8 및 R9는 화학식 IIIa에서와 같이 정의됨)이 포함된다.
[화학식 XVIa]
Figure pct00027
[화학식 XVIb]
Figure pct00028
[화학식 XVIc]
Figure pct00029
[화학식 XVIIa]
Figure pct00030
[화학식 XVIIb]
Figure pct00031
[화학식 XVIIc]
Figure pct00032
실리콘 성분은 평균 분자량이 약 400 내지 약 4000 달톤일 수 있다.
Z가 O인 경우, 실리콘-함유 성분은 화학식 V에 나타낸 바와 같은 모노-메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(mPDMS)(여기서, n은 3 내지 15임); 화학식 VIa에 나타낸 바와 같은 모노-메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-알킬 종결된 폴리다이메틸실록산(여기서, n은 3 내지 15이고; R10은 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 기임); 및 화학식 VIIa 내지 화학식 XIIc, 또는 화학식 VIII에 나타낸 바와 같은 화학 구조를 갖는 거대단량체(여기서, n은 4 내지 20, 또는 33 내지 30, 3 내지 25, 3 내지 20 또는 3 내지 15임)일 수 있다.
Z가 N인 경우, 폴리실록산 실리콘-함유 성분의 추가의 예에는 모노(메트)아크릴아미도알킬폴리다이알킬실록산이 포함되며, 이는 미국 특허 제8415405호에 개시된 것들 및 화학식 XIII에 나타낸 것들(여기서, R5, R6, R8, R9, R10은 화학식 IIIa에서와 같이 정의됨), 모노(메트)아크릴아미도알킬 폴리다이메틸실록산, 예컨대 화학식 XIX 내지 화학식 XXIII에서의 것들, 및 N-(2,3-다이하이드록시프로판)-N'-(프로필 테트라(다이메틸실록시) 다이메틸부틸실란)아크릴아미드로부터 선택될 수 있다:
[화학식 XIII]
Figure pct00033
[화학식 XIX]
Figure pct00034
[화학식 XX]
Figure pct00035
[화학식 XXI]
Figure pct00036
[화학식 XXII]
Figure pct00037
[화학식 XXIII] (SA2)
Figure pct00038
스티릴 단량체의 예에는 트리스(트라이메틸실록시)실릴 스티렌이 포함된다. 스티릴 거대단량체의 예는 하기 화학식 XXIV 내지 화학식 XIX(여기서, n은 4 내지 20, 또는 3 내지 30, 3 내지 25, 3 내지 20 또는 3 내지 15임)에 나타나 있다.
[화학식 XXIV]
Figure pct00039
[화학식 XXV]
Figure pct00040
[화학식 XXVI]
Figure pct00041
[화학식 XXVII]
Figure pct00042
[화학식 XXVIII]
Figure pct00043
[화학식 XIX]
Figure pct00044
실리콘 사슬의 길이는 생성되는 실리콘 물질의 모듈러스에 영향을 미칠 수 있으며, 물리적 특성과 기계적 특성의 원하는 균형을 달성하기 위해 반응성 조성물의 다른 성분들과 함께 조정될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 사슬의 길이는, 강직도를 조절하는 동시에 파단 연신율을 증가시키는 실리콘 하이드로겔에 대한 물 함량을 달성하도록 선택될 수 있다. 폴리다이알킬실록산 사슬 길이가 증가함에 따라, 모듈러스는 감소할 것이고 파단 연신율은 증가할 것이다. 1 내지 20, 1 내지 15, 3 내지 30, 3 내지 25, 3 내지 20 또는 3 내지 15의 폴리다이알킬실록산 사슬 길이가 선택될 수 있다.
실리콘-함유 성분은 분지형 실록산 기를 갖는 실리콘-함유 단량체를 추가로 포함할 수 있다. 예에는 트리스(트라이메틸실록시)실릴스티렌(스티릴-TRIS), 3-트리스(트라이메틸실록시)실릴프로필 메타크릴레이트(TRIS), N-[3-트리스(트라이메틸실록시)실릴]-프로필 아크릴아미드(TRIS-Am), 2-하이드록시-3-[3-메틸-3,3-다이(트라이메틸실록시)실릴프로폭시]-프로필 메타크릴레이트(SiMAA), 및 다른 부피가 큰(bulky) 실리콘 단량체, 예컨대 화학식 XXa 내지 화학식 XXe의 것들(여기서, R11은 독립적으로, 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 기이거나, 또는 트라이메틸실록시 기임)의 것들이 포함된다.
[화학식 XXa]
Figure pct00045
[화학식 XXXb]
Figure pct00046
[화학식 XXc]
Figure pct00047
[화학식 XXd]
Figure pct00048
[화학식 XXe]
Figure pct00049
[화학식 XXf]
Figure pct00050
[화학식 XXg] (SiMAA)
Figure pct00051
[화학식 XXh]
Figure pct00052
[화학식 XXi]
Figure pct00053
[화학식 XXj]
Figure pct00054
전술한 거대단량체는 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 또는 메타크릴아미드 반응성 기를 갖는다. 이들 반응성 기는 자유 라디칼 중합을 겪을 수 있는 임의의 다른 반응성 기, 예를 들어 아크릴레이트, 스티렌, 비닐 에테르, N-비닐락탐, N-비닐아미드, N-비닐이미드, N-비닐우레아, O-비닐카르바메이트, O-비닐카르보네이트, 및 다른 비닐 화합물로 대체될 수 있다. 약 5000 psi 초과의 모듈러스가 요구되는 경우, 스티릴 반응성 기를 갖는 단량체 및 거대단량체가 유익하게 포함된다.
사용하기에 적합한 대안적인 실리콘-함유 성분에는 국제특허 공개 WO 96/31792호 및 미국 특허 제5314960호, 미국 특허 제5331067호, 미국 특허 제5244981호, 미국 특허 제5371147호, 미국 특허 제6367929호, 미국 특허 제5321108호, 미국 특허 제5387662호, 미국 특허 제5539016호, 미국 특허 제6867245호에 기재된 것들이 포함되며, 다른 것들이 당업자에게 명백할 것이다.
실리콘-함유 성분은 또한 하나 이상의 하이드록실-함유 실리콘 성분을 포함할 수 있다. 하이드록실-함유 실리콘 성분은 고농도의 실리콘-함유 성분을, 중합체 친수성 성분을 포함하는 친수성 성분, 및 부피가 큰 실록산 기 또는 더 긴 사슬의 반복 실록산 단위를 갖는 실리콘 성분과 상용화시키는 것을 도울 수 있다. 하이드록실-함유 실리콘 성분은 하이드록실-함유 실리콘 단량체 및 거대단량체를 포함한다. 하이드록실-함유 실리콘 성분은 4 내지 200개, 4 내지 100개 또는 4 내지 20개의 실록산 반복 단위를 가질 수 있으며, 일작용성 또는 다작용성일 수 있다.
실록산 사슬 내에 4개의 폴리이치환된 실록산 반복 단위를 갖는 하이드록실-함유 실리콘 성분은 분포가 아니며, 각각의 단량체 내에 4개의 반복 단위를 갖는다. 실록산 사슬 내에 4개 초과의 폴리이치환된 반복 단위를 갖는 모든 하이드록실-함유 실리콘 성분에 대해, 반복 단위의 수는 피크가 열거된 반복 단위 수에 중심을 두는 분포이다.
하이드록실-함유 실리콘 단량체의 예에는 프로펜산-2-메틸-2-하이드록시-3-[3-[1,3,3,3-테트라메틸-1-[(트라이메틸실릴)옥시]-1-다이실록사닐]프로폭시]프로필 에스테르(SiMAA 또는 SiGMA), 및 2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필옥시프로필-트리스(트라이메틸실록시)실란, 및 화학식 XXd의 화합물이 포함된다.
하이드록실-함유 실리콘 성분은 화학식 XXI의 일작용성 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산)으로부터 선택될 수 있다:
[화학식 XXI]
Figure pct00055
상기 식에서,
Z는 O, N, S 또는 NCH2CH2O로부터 선택되며, Z가 O또는 S인 경우, R6은 존재하지 않고; R5는 독립적으로 H 또는 메틸이고;
R6은 H이거나, 또는 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 기이며, 이들 중 임의의 것은 적어도 하나의 하이드록시 기로 추가로 치환될 수 있고, 아미드, 에테르, 및 이들의 조합으로 선택적으로 치환될 수 있고;R13 및 R14는 독립적으로, 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 선형, 분지형 또는 환형 알킬 기이며, 이들 중 임의의 것은 적어도 하나의 하이드록시 기로 추가로 치환될 수 있고, 아미드, 에테르, 및 이들의 조합으로 선택적으로 치환될 수 있고; R3 및 R4는 독립적으로 메틸, 에틸 또는 페닐로부터 선택될 수 있거나, 또는 메틸일 수 있고; n은 실록산 단위의 수이고, 4 내지 100, 4 내지 30, 4 내지 15, 및 4 내지 8이고; R15는 직선형 또는 분지형 C1 내지 C8 알킬 기로부터 선택되며, 이는 하나 이상의 하이드록실, 아미드, 에테르, 및 이들의 조합으로 선택적으로 치환될 수 있다. R15는 직선형 또는 분지형 C4 알킬(이들 중 어느 것도 하이드록실로 선택적으로 치환될 수 있음)일 수 있거나, 또는 메틸일 수 있다.
일작용성 하이드록실-함유 실리콘 성분의 예에는 화학식 XXIIa에 나타낸 바와 같은 모노-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필)-프로필 에테르 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(OH-mPDMS)(여기서, n은 4 내지 30, 4 내지 8 또는 10 내지 20임); 및 화학식 XXIIb 내지 화학식 XXIIId에 나타낸 바와 같은 화학 구조를 갖는 폴리다이메틸실록산(여기서, n은 4 내지 30, 4 내지 8 또는 10 내지 20이고; n1, n2, 및 n3은 독립적으로 4 내지 100; 4 내지 50; 4 내지 25이고; R5, R12, 및 R15는 화학식 XXI에 정의된 바와 같고; R15는 또한 직선형 또는 분지형 C1 내지 C8 알킬 기(이는 하나 이상의 하이드록실, 아미드, 에테르로 선택적으로 치환될 수 있음), 화학식 CfHg(OH)h(여기서, f는 1 내지 8이고 g+h = 2f+1임)를 갖는 직선형 또는 분지형 C1 내지 C8 기, 및 화학식 CfHg(OH)h(여기서, f는 1 내지 8이고 g+h = 2f-1임)를 갖는 환형 C1 내지 C8 기로부터 선택되는 폴리하이드록실 기, 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있거나; 또는 R15는 메틸, 부틸, 또는 하이드록실 치환된 C2-C5 알킬(이는 하이드록실 에틸, 하이드록실 프로필, 하이드록실 부틸, 하이드록실 펜틸 및 2,3-다이하이드록시프로필을 포함함)로부터 선택될 수 있음); 및 화학식 XXIVa 또는 화학식 XXIVb의 폴리카르보실록산(여기서, a는 4 내지 100 또는 4 내지 8이고, Z, R5, R12, R13, R14, 및 R15는 화학식 XXI에서와 같이 정의된 바와 같음)이 포함된다.
[화학식 XXIIa]
Figure pct00056
[화학식 XXIIb]
Figure pct00057
[화학식 XXIIIa]
Figure pct00058
[화학식 XXIIIb]
Figure pct00059
[화학식 XXIIIc]
Figure pct00060
[화학식 XXIIId]
Figure pct00061
[화학식 XXIVa]
Figure pct00062
[화학식 XXIVb]
Figure pct00063
하이드록실-함유 실리콘 성분은 또한 10 내지 500개, 또는 10 내지 200개, 또는 10 내지 100개의 실록산 반복 단위를 갖는 화학식 XXV의 다작용성 하이드록실 치환된, 폴리(이치환된 실록산), 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다:
[화학식 XXV]
Figure pct00064
화학식 XXV에서,
Z는 O, N, S 또는 NCH2CH2O로부터 선택되고; Z가 O 및 S인 경우, R16은 필요하지 않고; R5는 독립적으로 수소 원자 또는 메틸 기이고;
R16은 H이거나, 또는 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 기이며, 이들 중 임의의 것은 적어도 하나의 하이드록시 기로 추가로 치환될 수 있고, 아미드, 에테르, 및 이들의 조합으로 선택적으로 치환될 수 있고;R17, R18, R19, R20, 및 R21은 독립적으로, 수소 원자 또는 R22 및 R23에 대해 정의된 치환체 중 임의의 것으로 이루어진 군으로부터 선택되고; R22 및 R23은 독립적으로, 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 기(이들 중 임의의 것은 적어도 하나의 하이드록시 기, 아미도, 에테르, 아미노, 카르복실, 카르보닐 기 및 조합으로 추가로 치환될 수 있음); 하나 이상의 하이드록실, 아미노, 아미도, 에테르, 카르보닐, 카르복실, 및 이들의 조합으로 선택적으로 치환된 선형 또는 분지형 알킬렌옥시 기, 구체적으로는 에틸렌옥시 기, [CH2CH2O]p(여기서, p는 1 내지 200, 또는 1 내지 100, 또는 1 내지 50, 또는 1 내지 25, 또는 1 내지 20임); 하나 이상의 하이드록실, 아미노, 아미도, 에테르, 카르보닐, 카르복실, 및 이들의 조합으로 선택적으로 치환된 C1-C6 선형 또는 분지형 플루오로알킬 기; 치환 또는 비치환된 아릴 기, 구체적으로는 페닐 기(여기서, 치환체는 할로겐, 하이드록실, 알콕시, 알킬카르보닐, 카르복시, 및 할로겐, 하이드록실, 알콕시, 알킬카르보닐, 및 카르복실 기로 추가로 치환될 수 있는 선형 또는 분지형 또는 환형 알킬 기, 및 이들의 조합으로부터 선택됨)로 이루어진 군으로부터 선택되고; a, b, c, x, y 및 z는 독립적으로 0 내지 100, 0 내지 50, 0 내지 20, 0 내지 10, 또는 0 내지 5이고; 광범위한 치환된 하이드록시-옥사-알킬렌 사슬을 제조하기 위해 임의의 분자 배열로 정렬될 수 있고; n은 실록산 반복 단위의 수이고, 10 내지 500; 10 내지 200; 10 내지 100; 10 내지 50; 10 내지 20이다.
다작용성 하이드록실-함유 실리콘의 예에는 α-(2-하이드록시-1-메타크릴옥시프로필옥시프로필)-ω-부틸-데카메틸펜타실록산 및 화학식 XXVI 또는 화학식 XXVII의 이작용성 폴리실록산(여기서, 치환체는 화학식 XXV에서와 같이 정의되고, n1, n2, 및 n3은 독립적으로 4 내지 100; 4 내지 50; 4 내지 25임)이 포함된다:
[화학식 XXVI]
Figure pct00065
[화학식 XXVII]
Figure pct00066
다른 예는 화학식 XXXVIII에 나타낸 이작용성 폴리실록산이다:
[화학식 XXVIII]
Figure pct00067
상기 식에서,
R5는 독립적으로 수소 원자 또는 메틸 기이고; R24 및 R25는 독립적으로, 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 선형, 분지형, 또는 환형 알킬 기(이들 중 임의의 것은 적어도 하나의 하이드록시 기, 아미도, 에테르, 아미노, 카르복실, 카르보닐 기 및 이들의 조합으로 추가로 치환될 수 있음)이거나; 또는 독립적으로, 비치환된 C1-4 알킬 기, 및 하이드록실 또는 에테르로 치환된 C1-4 알킬 기로부터 선택되거나; 또는 메틸, 에틸 또는 -(CH2CH2O)mOCH3(여기서, m은 1 내지 50, 1 내지 20 및 1 내지 10임)로부터 선택된다.
본 발명에 사용하기 위한 실리콘-함유 성분의 추가의 예에는 화학식 XXIX의 재료가 포함된다:
[화학식 XXIX]
Figure pct00068
상기 식에서,
R5는 수소 또는 메틸이고;
Z1은 O 또는 N(RA9)이고;
L1은 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 알킬렌, 또는 3 내지 10개의 탄소 원자를 함유하는 옥사알킬렌이며, 여기서 L1은 하이드록실로 선택적으로 치환되고;
j2는 0 내지 220, 바람직하게는 1 내지 220이고;
RA3, RA4, RA5, 및 RA7은 각각의 경우에 독립적으로 C1-C6 알킬, C3-C12 사이클로알킬, C1-C6 알콕시, C4-C12 환형 알콕시, 알콕시-알킬렌옥시-알킬, 아릴(예를 들어, 페닐), 아릴-알킬(예를 들어, 벤질), 할로알킬(예를 들어, 부분 또는 완전 플루오르화 알킬), 실록시, 플루오로, 또는 이들의 조합이며, 상기 기에서의 각각의 알킬은 하나 이상의 하이드록시, 아미노, 아미도, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 카르보닐, 알콕시, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로, 페닐, 또는 벤질로 선택적으로 치환되고, 각각의 사이클로알킬은 하나 이상의 알킬, 하이드록시, 아미노, 아미도, 옥사, 카르보닐, 알콕시, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로, 페닐, 또는 벤질로 선택적으로 치환되고, 각각의 아릴은 하나 이상의 알킬, 하이드록시, 아미노, 아미도, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 카르보닐, 알콕시, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로, 페닐, 또는 벤질로 선택적으로 치환되고;
RA6은 실록시, C1-C8 알킬(예를 들어, C1-C4 알킬, 또는 부틸, 또는 메틸), 또는 아릴(예를 들어, 페닐)이며, 여기서 알킬 및 아릴은 하나 이상의 불소 원자로 선택적으로 치환될 수 있고;
RA9는 H, C1-C8 알킬(바람직하게는 C1-C4 알킬, 예컨대 n-부틸, n-프로필, 메틸 또는 에틸), 또는 C3-C8 사이클로알킬(바람직하게는 C5-C6 사이클로알킬)이며, 여기서 알킬 및 사이클로알킬은 하이드록실, 아미드, 에테르, 실릴(예를 들어, 트라이메틸실릴), 실록시(예를 들어, 트라이메틸실록시), 알킬-실록사닐(여기서, 알킬은 그 자체가 플루오로로 선택적으로 치환됨), 아릴-실록사닐(여기서, 아릴은 그 자체가 플루오로로 선택적으로 치환됨), 및 실릴-옥사알킬렌-(여기서, 옥사알킬렌은 그 자체가 하이드록실로 선택적으로 치환됨)으로부터 독립적으로 선택되는 하나 이상의 기로 선택적으로 치환된다.
화학식 XXIX의 바람직한 화합물은 L1이 하이드록실로 선택적으로 치환된 C2-C5 알킬렌인 것들을 포함한다. 바람직하게는, L1은 하이드록실로 선택적으로 치환된 n-프로필렌이다.
화학식 XXIX의 바람직한 화합물은 L1이 하이드록실로 선택적으로 치환된 4 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 옥사알킬렌인 것들을 포함한다. 바람직하게는, L1은 하이드록실로 선택적으로 치환된 5개 또는 6개의 탄소 원자를 함유하는 옥사알킬렌이다. 예에는 -(CH2)2-O-(CH2)3-, 및 -CH2CH(OH)CH2-O-(CH2)3-가 포함된다.
화학식 XXIX의 바람직한 화합물은 Z1이 O인 것들을 포함한다.
화학식 XXIX의 바람직한 화합물은 Z1이 N(RA9)이고, RA9가 H인 것들을 포함한다.
화학식 XXIX의 바람직한 화합물은 Z1이 N(RA9)이고, RA9가 하이드록실, 실록시, 및 C1-C6 알킬-실록사닐-(예를 들어, 알킬-[Si(RA3)(RA4)-O]n-, 여기서 n은 1 이상임)로부터 선택되는 1개 또는 2개의 치환체로 선택적으로 치환된 C1-C4 알킬인 것들을 포함한다.
화학식 XXIX의 바람직한 화합물은 j2가 1인 것들을 포함한다.
화학식 XXIX의 바람직한 화합물은 j2가 2 내지 220, 또는 2 내지 100, 또는 10 내지 100, 또는 24 내지 100, 또는 4 내지 20, 또는 4 내지 10인 것들을 포함한다.
화학식 XXIX의 바람직한 화합물은 RA3, RA4, RA5, RA6, 및 RA7이 독립적으로 C1-C6 알킬 또는 실록시인 것들을 포함한다. 바람직하게는, RA3, RA4, RA5, RA6, 및 RA7은 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, 및 트라이메틸실록시로부터 선택된다. 더 바람직하게는, RA3, RA4, RA5, RA6, 및 RA7은 메틸, n-부틸, 및 트라이메틸실록시로부터 독립적으로 선택된다.
화학식 XXIX의 바람직한 화합물은 RA3 및 RA4가 독립적으로 C1-C6 알킬(예를 들어, 메틸 또는 에틸) 또는 실록시(예를 들어, 트라이메틸실록시)이고, RA5, RA6, 및 RA7이 독립적으로 C1-C6 알킬(예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, 또는 n-부틸)이다.
실리콘 성분은, 예를 들어, 수평균 분자량이 약 400 내지 약 4000 달톤일 수 있다.
본 발명에 사용하기에 적합한 실리콘-함유 성분의 예에는 표 A에 열거된 화합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 표 B에서의 화합물이 폴리실록산 기를 함유하는 경우, 그러한 화합물 내의 SiO 반복 단위의 수는, 달리 나타내지 않는 한, 바람직하게는 3 내지 100, 더 바람직하게는 3 내지 40, 또는 더욱 더 바람직하게는 3 내지 20이다.
[표 A]
Figure pct00069
적합한 실리콘-함유 성분의 추가의 비제한적인 예가 표 B에 열거되어 있다. 달리 나타내지 않는 한, 적용가능한 경우 J2는 바람직하게는 1 내지 100, 더 바람직하게는 3 내지 40, 또는 더욱 더 바람직하게는 3 내지 15이다. j1 및 j2를 함유하는 화합물에서, j1과 j2의 합은 바람직하게는 2 내지 100, 더 바람직하게는 3 내지 40, 또는 더욱 더 바람직하게는 3 내지 15이다.
[표 B]
Figure pct00070
Figure pct00071
제1 반응성 조성물 및/또는 제2 반응성 조성물 중에 포함시키기 위한 에틸렌계 불포화 화합물은 독립적으로 선택된 친수성 성분을 포함할 수 있다. 친수성 성분은, 나머지 반응성 성분들과 배합되는 경우, 생성된 조성물에 대해 적어도 약 20% 또는 적어도 약 25%의 물 함량을 제공할 수 있는 것들을 포함한다. 적합한 친수성 성분은 친수성 단량체, 예비중합체 및 중합체를 포함한다. 바람직하게는, 친수성 성분은 적어도 하나의 반응성 기 및 적어도 하나의 친수성 작용기를 갖는다. 반응성 기의 예에는 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴아미도, 메타크릴아미도, 푸마르산, 말레산, 스티릴, 아이소프로페닐페닐, O-비닐카르보네이트, O-비닐카르바메이트, 알릴, O-비닐아세틸 및 N-비닐락탐 및 N-비닐아미도 이중 결합이 포함된다.
용어 "비닐-유형" 또는 "비닐-함유" 단량체는 비닐 기(-CH=CH2)를 함유하는 단량체를 지칭하며 일반적으로 매우 반응성이다. 그러한 친수성 비닐-함유 단량체는 상대적으로 쉽게 중합하는 것으로 알려져 있다.
"아크릴-유형" 또는 "아크릴-함유" 단량체는 아크릴 기(CH2=CRCOX)(여기서, R은 H 또는 CH3이고, X는 O 또는 N임)를 함유하는 단량체이며, 이는 또한 쉽게 중합하는 것으로 알려져 있으며, 예를 들어 N,N-다이메틸 아크릴아미드(DMA), 2-하이드록시에틸 메타크릴아미드, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산, 이들의 혼합물 등이다.
적어도 하나의 하이드록실 기(하이드록시알킬 단량체)를 갖는 친수성 단량체가 사용될 수 있다. 하이드록실 알킬 기는 C2-C4 모노 또는 다이하이드록시 치환된 알킬, 및 1 내지 10개의 반복 단위를 갖는 폴리(에틸렌 글리콜)로부터 선택될 수 있거나; 또는 2-하이드록시에틸, 2,3-다이하이드록시프로필, 또는 2-하이드록시프로필, 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
하이드록시알킬 단량체의 예에는 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트(HEMA), 3-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2,3-다이하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 3-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 1-하이드록시프로필 2-(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시-2-메틸-프로필 (메트)아크릴레이트, 3-하이드록시-2,2-다이메틸-프로필 (메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴아미드, N-(2-하이드록시프로필) (메트)아크릴아미드, N,N-비스(2-하이드록시에틸) (메트)아크릴아미드, N,N-비스(2-하이드록시프로필) (메트)아크릴아미드, N-(3-하이드록시프로필) (메트)아크릴아미드, 2,3-다이하이드록시프로필 (메트)아크릴아미드, 글리세롤 (메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, 및 이들의 혼합물이 포함된다.
하이드록시알킬 단량체는 또한 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 글리세롤 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 하이드록시부틸 메타크릴레이트, 3-하이드록시-2,2-다이메틸-프로필 메타크릴레이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
하이드록시알킬 단량체는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 3-하이드록시-2,2-다이메틸-프로필 메타크릴레이트, 하이드록시부틸 메타크릴레이트 또는 글리세롤 메타크릴레이트를 포함할 수 있다.
약 3 중량% 초과의 양의 친수성 중합체가 요구되는 경우, 하이드록실-함유 (메트)아크릴아미드는 일반적으로 상용화 하이드록시알킬 단량체로서 포함되기에는 너무 친수성이고, 하이드록실-함유 (메트)아크릴레이트가 반응성 조성물에 포함될 수 있으며, 더 적은 양의 하이드록시알킬 단량체는 최종 렌즈에 약 50% 미만 또는 약 30% 미만의 탁도(haze) 값을 제공하도록 선택될 수 있다.
하이드록실 성분의 양은, 하이드록시알킬 단량체 상의 하이드록실 기의 수, 실리콘-함유 성분들 상의 친수성 작용기의 양, 분자량, 및 존재를 포함하는 많은 요인들에 따라 달라질 것으로 이해될 것이다. 친수성 하이드록실 성분은 최대 약 15%, 최대 약 10 중량%, 약 3 내지 약 15 중량% 또는 약 5 내지 약 15 중량%의 양으로 반응성 조성물에 존재할 수 있다.
중합체 조성물 내로 도입될 수 있는 친수성 비닐-함유 단량체는 하기와 같은 단량체를 포함한다: N-비닐 피롤리돈(NVP), N-비닐-2-피페리돈, N-비닐-2-카프로락탐, N-비닐-3-메틸-2-카프로락탐, N-비닐-3-메틸-2-피페리돈, N-비닐-4-메틸-2-피페리돈, N-비닐-4-메틸-2-카프로락탐, N-비닐-3-에틸-2-피롤리돈, N-비닐-4,5-다이메틸-2-피롤리돈, N-비닐 아세트아미드(NVA), N-비닐-N-메틸아세트아미드(VMA), N-비닐-N-에틸 아세트아미드, N-비닐-N-에틸 포름아미드, N-비닐 포름아미드, N-비닐-N-메틸프로피온아미드, N-비닐-N-메틸-2-메틸프로피온아미드, N-비닐-2-메틸프로피온아미드, N-비닐-N,N'-다이메틸우레아, 1-메틸-3-메틸렌-2-피롤리돈, 1-메틸-5-메틸렌-2-피롤리돈, 5-메틸-3-메틸렌-2-피롤리돈; 1-에틸-5-메틸렌-2-피롤리돈, N-메틸-3-메틸렌-2-피롤리돈, 5-에틸-3-메틸렌-2-피롤리돈, 1-N-프로필-3-메틸렌-2-피롤리돈, 1-N-프로필-5-메틸렌-2-피롤리돈, 1-아이소프로필-3-메틸렌-2-피롤리돈, 1-아이소프로필-5-메틸렌-2-피롤리돈, N-비닐-N-에틸 아세트아미드, N-비닐-N-에틸 포름아미드, N-비닐 포름아미드, N-비닐 아이소프로필아미드, N-비닐 카프로락탐, N-카르복시비닐-β-알라닌(VINAL), N-카르복시비닐-α-알라닌, N-비닐이미다졸, 및 이들의 혼합물.
친수성 O-비닐 카르바메이트 및 O-비닐 카르보네이트 단량체는 N-2-하이드록시에틸 비닐 카르바메이트 및 N-카르복시-ㅯ-알라닌 N-비닐 에스테르를 포함한다. 친수성 비닐 카르보네이트 또는 비닐 카르바메이트 단량체의 추가의 예는 미국 특허 제5,070,215호에 개시되어 있으며 친수성 옥사졸론 단량체는 미국 특허 제4,910,277호에 개시되어 있다.
비닐 카르바메이트 및 카르보네이트(N-2-하이드록시에틸 비닐 카르바메이트, N-카르복시 -ㅯ-알라닌 N-비닐 에스테르를 포함함), 다른 친수성 비닐 단량체(비닐이미다졸, 에틸렌 글리콜 비닐 에테르(EGVE), 다이(에틸렌 글리콜) 비닐 에테르(DEGVE), 알릴 알코올, 2-에틸 옥사졸린, 비닐 아세테이트, 아크릴로니트릴을 포함함), 및 이들의 혼합물이 있다.
(메트)아크릴아미드 단량체가 또한 친수성 단량체로서 포함될 수 있다. 예에는 N-N-다이메틸아크릴아미드, 아크릴아미드, N,N-비스(2-하이드록시에틸)아크릴아미드, 아크릴로니트릴, N-아이소프로필 아크릴아미드, N,N-다이메틸아미노프로필(메트)아크릴아미드, 및 상기에 열거된 하이드록실 작용성 (메트)아크릴아미드 중 임의의 것이 포함된다.
본 명세서에 개시된 중합체 내로 도입될 수 있는 친수성 단량체는 N,N-다이메틸 아크릴아미드(DMA), 2-하이드록시에틸 아크릴아미드, 2-하이드록시에틸 메타크릴아미드, N-하이드록시프로필 메타크릴아미드, 비스하이드록시에틸 아크릴아미드, 2,3-다이하이드록시프로필 (메트)아크릴아미드, N-비닐피롤리돈(NVP), N-비닐-N-메틸 아세트아미드, N-비닐 메트아세트아미드(VMA), 및 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트로부터 선택될 수 있다.
친수성 단량체는 DMA, NVP, VMA, NVA, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
친수성 단량체는 선형 또는 분지형 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(프로필렌 글리콜), 또는 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 통계적 랜덤 또는 블록 공중합체의 거대단량체일 수 있다. 이들 폴리에테르의 거대단량체는 하나의 반응성 기를 갖는다. 그러한 반응성 기의 비제한적인 예는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 스티렌, 비닐 에테르, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 및 다른 비닐 화합물이다. 이들 폴리에테르의 거대단량체는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 다른 적합한 친수성 단량체가 당업자에게 명백할 것이다.
친수성 단량체는 또한 아크릴산, 메타크릴산, 3-아크릴아미도프로피온산(ACA1), 4-아크릴아미도부탄산, 5-아크릴아미도펜탄산(ACA2), 3-아크릴아미도-3-메틸부탄산(AMBA), N-비닐옥시카르보닐-α-알라닌, N-비닐옥시카르보닐-β-알라닌(VINAL), 2-비닐-4,4-다이메틸-2-옥사졸린-5-온(VDMO), 반응성 설포네이트 염으로서, 소듐-2-(아크릴아미도)-2-메틸프로판 설포네이트(AMPS), 3-설포프로필 (메트)아크릴레이트 칼륨 염, 3-설포프로필 (메트)아크릴레이트 나트륨 염, 비스 3-설포프로필 이타코네이트 다이 소듐, 비스 3-설포프로필 이타코네이트 다이 포타슘, 비닐 설포네이트 나트륨 염, 비닐 설포네이트 염, 스티렌 설포네이트, 설포에틸 메타크릴레이트를 포함하는 반응성 설포네이트 염, 이들의 조합 등을 포함하지만 이로 한정되지 않는 하전된 단량체를 포함할 수 있다.
친수성 단량체는 N, N-다이메틸 아크릴아미드(DMA), N-비닐피롤리돈(NVP), 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), N-비닐 메트아세트아미드(VMA), 및 N-비닐 N-메틸 아세트아미드(NVA), N-하이드록시프로필 메타크릴아미드, 모노-글리세롤 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴아미드, 2-하이드록시에틸 메타크릴아미드, 비스하이드록시에틸 아크릴아미드, 2,3-다이하이드록시프로필 (메트)아크릴아미드 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
친수성 단량체는 DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
친수성 단량체(들)(하이드록실 알킬 단량체를 포함함)는 모든 반응성 성분들의 중량을 기준으로 약 60 중량% 이하, 약 1 내지 약 60 중량%, 약 5 내지 약 50 중량%, 또는 약 5 내지 약 40 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
사용될 수 있는 다른 친수성 단량체는, 말단 하이드록실 기들 중 하나 이상이 반응성 기로 대체된 폴리옥시에틸렌 폴리올을 포함한다. 예에는 말단 하이드록실 기들 중 하나 이상이 반응성 기로 대체된 폴리에틸렌 글리콜이 포함된다. 예는, 카르바메이트 또는 에스테르 기와 같은 연결 모이어티를 통해 폴리에틸렌 폴리올에 결합된 하나 이상의 중합성 올레핀 말단 기를 갖는 폴리에틸렌 폴리올을 생성하도록, 아이소시아네이토에틸 메타크릴레이트("IEM"), 메타크릴산 무수물, 메타크릴로일 클로라이드, 비닐벤조일 클로라이드 등과 같은 말단-캡핑(end-capping) 기 1 몰 당량 이상과 반응된 폴리에틸렌 글리콜을 포함한다.
추가의 예는 미국 특허 제5,070,215호에 개시된 친수성 비닐 카르보네이트 또는 비닐 카르바메이트 단량체, 및 미국 특허 제4,190,277호에 개시된 친수성 옥사졸론 단량체이다. 다른 적합한 친수성 단량체가 당업자에게 명백할 것이다.
본 명세서에 개시된 중합체 조성물 내로 도입될 수 있는 친수성 단량체는 N,N-다이메틸 아크릴아미드(DMA), 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 글리세롤 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴아미드, N-비닐피롤리돈(NVP), N-비닐 메타크릴아미드, HEMA, 및 폴리(에틸렌글리콜) 메틸 에테르 메타크릴레이트(mPEG)와 같은 친수성 단량체를 포함한다.
친수성 단량체는 DMA, NVP, HEMA 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
제1 반응성 조성물 및/또는 제2 반응성 조성물은 하나 이상의 독립적으로 선택된 에틸렌계 불포화 쯔비터이온성 화합물, 예컨대 에틸렌계 불포화 베타인을 함유할 수 있다. 바람직하게는, 쯔비터이온성 화합물은 제2 반응성 조성물 중에 존재한다. 적합한 화합물의 예에는 하기가 포함된다: N-(2-카르복시에틸)-N,N-다이메틸-3-[(1-옥소-2-프로펜-1-일) 아미노]-1-프로파나미늄, 내염(inner salt)(CAS 79704-35-1, 이는 3-아크릴아미도-N-(2-카르복시에틸)-N,N-다이메틸프로판-1-아미늄 또는 CBT로도 알려짐); 3-메타크릴아미도-N-(2-카르복시에틸)-N,N-다이메틸프로판-1-아미늄; N,N-다이메틸-N-[3-[(1-옥소-2-프로펜-1-일)아미노]프로필]-3-설포-1-프로파나미늄, 내염(CAS 80293-60-3, 이는 3-((3-아크릴아미도프로필) 다이메틸암모니오) 프로판-1-설포네이트 또는 SBT로도 알려짐); 3-((3-메타크릴아미도프로필) 다이메틸암모니오) 프로판-1-설포네이트; 3,5-다이옥사-8-아자-4-포스파운데크-10-엔-1-아미늄, 4-하이드록시-N,N,N-트라이메틸-9-옥소, 내염, 4-옥사이드(CAS 163674-35-9, "PBT"); 2-(아크릴아미도에톡시)-(2-(트라이메틸암모니오)에틸) 포스페이트; 2-(메타크릴아미도에톡시)-(2-(트라이메틸암모니오)에틸) 포스페이트; 4-하이드록시-N,N,N,10-테트라메틸-9-옥소-3,5,8-트라이옥사-4-포스파운데크-10-엔-1-아미늄 내염, 4-옥사이드(CAS 67881-98-5, 이는 2-(메타크릴로일옥시)에틸 (2-(트라이메틸암모니오)에틸) 포스페이트 또는 MPC로도 알려짐); 또는 2-(아크릴로일옥시)에틸 (2-(트라이메틸암모니오)에틸) 포스페이트.
제1 반응성 조성물 및/또는 제2 반응성 조성물은 하나 이상의 독립적으로 선택된 에틸렌계 불포화 4차 암모늄 염을 함유할 수 있다. 바람직하게는, 4차 암모늄 염은 제2 반응성 조성물에 존재한다. 적합한 화합물의 예에는 2-(메타크릴로일옥시)에틸 트라이메틸암모늄 클로라이드; 2-(아크릴로일옥시)에틸 트라이메틸암모늄 클로라이드; 3-메타크릴아미도-N,N,N-트라이메틸프로판-1-아미늄 클로라이드; 또는 3-아크릴아미도-N,N,N-트라이메틸프로판-1-아미늄 클로라이드가 포함된다.
제1 반응성 조성물 및/또는 제2 반응성 조성물은 하나 이상의 독립적으로 선택된 에틸렌계 불포화 활성 약제학적 성분을 함유할 수 있다. 바람직하게는, 활성 약제학적 화합물은 제2 반응성 조성물에 존재한다. 적합한 화합물의 예에는 사이클로스포린 또는 살리실레이트 단량체가 포함된다.
제1 반응성 조성물 및/또는 제2 반응성 조성물은 하나 이상의 독립적으로 선택된 에틸렌계 불포화 펩티드를 함유할 수 있다. 바람직하게는, 펩티드는 제2 반응성 조성물에 존재한다. 예시적인 화합물은, 예를 들어, 펩티드의 아미노-말단이 알려진 공시약 및 촉매와 함께 아실화제, 예컨대 (메트)아크릴로일 클로라이드, (메트)아크릴 무수물, 아이소프로페닐 α,α-다이메틸벤질 아이소시아네이트 및 2-아이소시아네이토에틸 메타크릴레이트로 아실화되어, 본 발명의 반응성 조성물 내로 도입시키기에 적합한 단량체를 형성할 수 있는 것들을 포함한다.
본 발명의 제1 반응성 조성물은 가교결합제를 함유한다. 가교결합제는 선택적으로 제2 반응성 조성물에 존재할 수 있다. 실리콘-함유 및 실리콘-비함유 가교결합제, 및 이들의 혼합물을 포함하는 다양한 가교결합제가 사용될 수 있다. 적합한 가교결합제의 예에는 에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트(EGDMA), 다이에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트(TMPTMA), 테트라에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트(TEGDMA), 트라이알릴 시아누레이트(TAC), 글리세롤 트라이메타크릴레이트, 1,3-프로판다이올 다이메타크릴레이트; 2,3-프로판다이올 다이메타크릴레이트; 1,6-헥산다이올 다이메타크릴레이트; 1,4-부탄다이올 다이메타크릴레이트, 메타크릴옥시에틸 비닐카르보네이트(HEMAVc), 알릴메타크릴레이트, 메틸렌 비스아크릴아미드(MBA), 폴리에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트(여기서, 폴리에틸렌 글리콜은 바람직하게는 분자량이 5,000 달톤 이하임)가 포함된다. 가교결합제는 당업자에게 알려진 전형적인 양으로, 예를 들어, 반응 조성물 중의 반응성 성분들 100 그램당 약 0.000415 내지 약 0.0156 몰로 사용된다.
에틸렌계 불포화 화합물, 예를 들어 친수성 단량체 또는 실리콘-함유 단량체가, 예를 들어 이작용성 또는 다작용성이라는 것에 의해 가교결합제로서 작용하는 경우, 반응 조성물에 별도의 가교결합제를 첨가하는 것은 선택적임에 유의하여야 한다. 이러한 경우에, 에틸렌계 불포화 화합물은 또한 가교결합제로 간주된다. 가교결합제로서 작용할 수 있으며, 존재하는 경우 추가의 가교결합제를 반응 조성물에 첨가할 필요가 없는 친수성 단량체의 예에는 2개 이상의 말단 메타크릴레이트 모이어티를 함유하는 전술된 폴리옥시에틸렌 폴리올이 포함된다. 가교결합제로서 작용할 수 있으며, 존재하는 경우 가교결합 단량체를 반응 조성물에 첨가할 필요가 없는 실리콘-함유 단량체의 예에는 α,ω-비스메타크릴옥시프로필 폴리다이메틸실록산이 포함된다. 게다가, 상기에 개시된 다작용성 실리콘-함유 성분 중 임의의 것이 가교결합제로서 사용될 수 있다.
제1 반응성 조성물 및 제2 반응성 조성물 중 어느 하나 또는 둘 모두는 UV 흡수제, 광변색성 화합물, 약제학적 화합물 및 영양의약제 화합물, 항미생물 화합물, 반응성 틴트, 안료, 공중합성 및 비중합성 염료, 이형제 및 이들의 조합과 같은 그러나 이로 한정되지 않는 추가의 성분을 함유할 수 있다. 제1 반응성 조성물 및/또는 제2 반응성 조성물에 존재할 수 있는 다른 성분은 습윤제, 예를 들어 미국 특허 제6,367,929호, 국제특허 공개 WO03/22321호, WO03/22322호에 개시된 것들, 상용화 성분, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2003/162862호 및 제2003/125498호에 개시된 것들을 포함한다. 추가의 성분들의 합은 최대 약 20 중량%일 수 있다. 반응성 조성물은 최대 약 18 중량%의 습윤제, 또는 약 5 내지 약 18 중량%의 습윤제를 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 습윤제는 약 5,000 달톤 초과, 약 150,000 달톤 내지 약 2,000,000 달톤; 약 300,000 달톤 내지 약 1,800,000 달톤; 또는 약 500,000 달톤 내지 약 1,500,000 달톤의 중량 평균 분자량을 갖는 친수성 중합체이다.
본 발명의 반응성 조성물에 첨가될 수 있는 선택적인 습윤제의 양은 사용되는 다른 성분들 및 생성되는 생성물의 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다. 존재하는 경우, 반응성 조성물 중의 내부 습윤제는, 모든 반응성 성분들의 총 중량을 기준으로, 약 1 중량% 내지 약 20 중량%; 약 2 중량% 내지 약 15%, 또는 약 2 내지 약 12%의 양으로 포함될 수 있다.
습윤제에는 단일중합체, 통계적 랜덤 공중합체, 이중블록 공중합체, 삼중블록 공중합체, 세그먼트화 블록 공중합체, 그래프트 공중합체, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 내부 습윤제의 비제한적인 예는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리락톤, 폴리이미드, 폴리락탐, 폴리에테르, 폴리산 단일중합체 및 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 스티렌, 비닐 에테르, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-비닐락탐, N-비닐아미드, O-비닐카르바메이트, O-비닐카르보네이트, 및 다른 비닐 화합물을 포함하는 적합한 단량체의 자유 라디칼 중합에 의해 제조되는 공중합체이다. 습윤제는 본 명세서에 열거된 것들을 포함하는 임의의 친수성 단량체로부터 제조될 수 있다.
습윤제는, 펜던트 비환형 아미드 기를 포함하며 하이드록실 기와 결합할 수 있는 비환형 폴리아미드를 포함할 수 있다. 환형 폴리아미드는 환형 아미드 기를 포함하며 하이드록실 기와 회합할 수 있다.
적합한 비환형 폴리아미드의 예에는 화학식 XXIX 또는 화학식 XXX의 반복 단위를 포함하는 중합체 및 공중합체가 포함된다:
[화학식 XIX]
Figure pct00072
[화학식 XXX]
Figure pct00073
상기 식에서,
X는 직접 결합, -(CO)-, 또는 -(CO)-NHRe-이고, R26 및 R27은 H 또는 메틸 기이고; Re는 C1 내지 C3 알킬 기이고; Ra는 H, 직선형 또는 분지형의 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 기로부터 선택되고; Rb는 H, 직선형 또는 분지형의 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 기, 최대 2개의 탄소 원자를 갖는 아미노 기, 최대 4개의 탄소 원자를 갖는 아미드 기, 및 최대 2개의 탄소 기를 갖는 알콕시 기로부터 선택되고; Rc는 H, 직선형 또는 분지형, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 기, 또는 메틸, 에톡시, 하이드록시에틸, 및 하이드록시메틸로부터 선택되고; Rd는 H, 직선형 또는 분지형의 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 기로부터 선택되고; 또는 메틸, 에톡시, 하이드록시에틸, 및 하이드록시메틸로부터 선택되며, 여기서 Ra 및 Rb 내의 탄소 원자수는 합하여 8 이하(7, 6, 5, 4, 3, 또는 그 이하를 포함함)이고, Rc 및 Rd 내의 탄소 원자수는 합하여 8 이하(7, 6, 5, 4, 3, 또는 그 이하를 포함함)이다. Ra 및 Rb 내의 탄소 원자수는 합하여 6 이하 또는 4 이하일 수 있다. Rc 및 Rd 내의 탄소 원자수는 합하여 6 이하일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 치환된 알킬 기에는 아민, 아미드, 에테르, 하이드록실, 카르보닐, 카르복시 기 또는 이들의 조합으로 치환된 알킬 기가 포함된다.
Ra 및 Rb는 독립적으로 H, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C2 알킬 기로부터 선택될 수 있다. X는 직접 결합일 수 있고, Ra 및 Rb는 독립적으로 H, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C2 알킬 기로부터 선택될 수 있다.
Rc 및 Rd는 독립적으로 H, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C2 알킬 기, 메틸, 에톡시, 하이드록시에틸, 및 하이드록시메틸로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 비환형 폴리아미드는 대부분의 화학식 XXIX 또는 화학식 XXX의 반복 단위를 포함할 수 있거나, 또는 비환형 폴리아미드는 적어도 약 50 몰%(적어도 약 70 몰% 및 적어도 80 몰%를 포함함)의 화학식 XXIX 또는 화학식 XXX의 반복 단위를 포함할 수 있다.
화학식 XXIX 또는 화학식 XXX의 반복 단위의 구체적인 예에는 N-비닐-N-메틸아세트아미드, N-비닐아세트아미드, N-비닐-N-메틸프로피온아미드, N-비닐-N-메틸-2-메틸프로피온아미드, N-비닐-2-메틸-프로피온아미드, N-비닐-N,N'-다이메틸우레아, N, N-다이메틸아크릴아미드, 메타크릴아미드 및 화학식 XXXI 및 화학식 XXXII의 비환형 아미드로부터 유도되는 반복 단위가 포함된다:
[화학식 XXXI]
Figure pct00074
[화학식 XXXII]
Figure pct00075
환형 폴리아미드를 형성하는 데 사용될 수 있는 적합한 환형 아미드의 예에는 α-락탐, β-락탐, γ-락탐, δ-락탐, 및 ε-락탐이 포함된다. 적합한 환형 폴리아미드의 예에는 화학식 XXXIII의 반복 단위를 포함하는 중합체 및 공중합체가 포함된다:
[화학식 XXXIII]
Figure pct00076
상기 식에서, f는 1 내지 10의 수이고, X는 직접 결합, -(CO)-, 또는 -(CO)-NH-Re-이며, 여기서 Re는 C1 내지 C3 알킬 기이고, R28은 수소 원자 또는 메틸 기이다. 화학식 XXXIII에서, f는 8 이하(7, 6, 5, 4, 3, 2, 또는 1을 포함함)일 수 있다. 화학식 XXXIII에서, f는 6 이하(5, 4, 3, 2, 또는 1을 포함함)일 수 있거나, 또는 2 내지 8(2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8을 포함함)일 수 있거나, 또는 2 또는 3일 수 있다.
X가 직접 결합인 경우, f는 2일 수 있다. 그러한 경우에, 환형 폴리아미드는 폴리비닐피롤리돈(PVP)일 수 있다.
환형 폴리아미드는 50 몰% 이상의 화학식 XXXIII의 반복 단위를 포함할 수 있거나, 또는 환형 폴리아미드는 적어도 약 50 몰%(적어도 약 70 몰%, 및 적어도 약 80 몰%를 포함함)의 화학식 XXXIII의 반복 단위를 포함할 수 있다.
화학식 XXXIII의 반복 단위의 구체적인 예에는 N-비닐피롤리돈으로부터 유도되는 반복 단위가 포함되며, 이는 포스포릴 콜린과 같은 친수성 치환체로 치환된 N-비닐피롤리돈 또는 비닐피롤리돈 공중합체 및 PVP 단일중합체를 형성한다.
폴리아미드는 또한 환형 아미드, 비환형 아미드 반복 단위를 포함하는 공중합체 또는 환형 및 비환형 아미드 반복 단위 둘 모두를 포함하는 공중합체일 수 있다. 추가의 반복 단위는 하이드록시알킬(메트)아크릴레이트, 알킬(메트)아크릴레이트 또는 다른 친수성 단량체 및 실록산 치환된 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트로부터 선택되는 단량체로부터 형성될 수 있다. 적합한 친수성 단량체로서 열거된 단량체들 중 임의의 것이 추가의 반복 단위를 형성하기 위해 공단량체로서 사용될 수 있다. 폴리아미드를 형성하는 데 사용될 수 있는 추가의 단량체의 구체적인 예에는 2-하이드록시에틸메타크릴레이트, 비닐 아세테이트, 아크릴로니트릴, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 및 하이드록시부틸 메타크릴레이트, GMMA, PEGS 등 및 이들의 혼합물이 포함된다. 이온성 단량체가 또한 포함될 수 있다. 이온성 단량체의 예에는 아크릴산, 메타크릴산, 2-메타크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린, 3-(다이메틸(4-비닐벤질)암모니오)프로판-1-설포네이트(DMVBAPS), 3-((3-아크릴아미도프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(AMPDAPS), 3-((3-메타크릴아미도프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(MAMPDAPS), 3-((3-(아크릴로일옥시)프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(APDAPS), 메타크릴로일옥시)프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(MAPDAPS)가 포함된다.
반응성 조성물은 비환형 폴리아미드 및 환형 폴리아미드 둘 모두 또는 이들의 공중합체를 포함할 수 있다. 비환형 폴리아미드는 본 명세서에 기재된 비환형 폴리아미드 또는 이들의 공중합체 중 임의의 것일 수 있으며, 환형 폴리아미드는 본 명세서에 기재된 환형 폴리아미드 또는 이들의 공중합체 중 임의의 것일 수 있다. 폴리아미드는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐메틸아세트아미드(PVMA), 폴리다이메틸아크릴아미드(PDMA), 폴리비닐아세트아미드(PNVA), 폴리(하이드록시에틸(메트)아크릴아미드), 폴리아크릴아미드, 및 이들의 공중합체 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
습윤제는 DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA, 및 이들의 조합으로부터 제조될 수 있다. 습윤제는 또한, 반응성 기, 예를 들어, 내부 습윤제의 HEMA 반복 단위 상의 펜던트 하이드록실 기와 메타크릴로일 클로라이드 또는 메타크릴로일 무수물 사이의 아실화 반응에 의해 제조된 반응성 기를 가짐으로써, 본 명세서에 정의된 바와 같은, 반응성 성분일 수 있다. 다른 작용화 방법이 당업자에게 명백할 것이다.
그러한 내부 습윤제는 미국 특허 제6367929호, 미국 특허 제6822016호, 미국 특허 제7,052,131호, 미국 특허 제7666921호, 미국 특허 제7691916호, 미국 특허 제7786185호, 미국 특허 제8022158호, 및 미국 특허 제8450387호에 개시되어 있다.
일반적으로, 반응성 조성물 중의 반응성 성분들은 희석제 중에 분산 또는 용해될 수 있다. 적합한 희석제는 당업계에 알려져 있거나, 또는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 하이드로겔이 제조되는 경우, 적합한 희석제는 국제특허 공개 WO 03/022321호 및 미국 특허 제6,020,445호에 개시되어 있으며, 이들의 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
실리콘 하이드로겔 반응 혼합물에 적합한 희석제 부류는 2개 내지 20개의 탄소를 갖는 알코올, 1차 아민으로부터 유도되는 10개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아미드 및 8개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 카르복실산을 포함한다. 1차 및 3차 알코올이 바람직하다. 바람직한 부류는 5 내지 20개의 탄소를 갖는 알코올 및 10 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 카르복실산을 포함한다.
사용될 수 있는 구체적인 희석제는 1-에톡시-2-프로판올, 다이아이소프로필아미노에탄올, 아이소프로판올, 3,7-다이메틸-3-옥탄올, 1-데칸올, 1-도데칸올, 1-옥탄올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 1-헥산올, 2-헥산올, 2-옥탄올, 3-메틸-3-펜탄올, tert-아밀 알코올, tert-부탄올, 2-부탄올, 1-부탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 2-프로판올, 1-프로판올, 에탄올, 2-에틸-1-부탄올, (3-아세톡시-2-하이드록시프로필옥시)프로필비스(트라이메틸실록시) 메틸실란, 1-tert-부톡시-2-프로판올, 3,3-다이메틸-2-부탄올, tert-부톡시에탄올, 2-옥틸-1-도데칸올, 데칸산, 옥탄산, 도데칸산, 2-(다이아이소프로필아미노)에탄올, 이들의 혼합물 등을 포함한다.
바람직한 희석제는 3,7-다이메틸-3-옥탄올, 1-도데칸올, 1-데칸올, 1-옥탄올, 1-펜탄올, 1-헥산올, 2-헥산올, 2-옥탄올, 3-메틸-3-펜탄올, 2-펜탄올, t-아밀 알코올, tert-부탄올, 2-부탄올, 1-부탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 2-에틸-1-부탄올, 에탄올, 3,3-다이메틸-2-부탄올, 2-옥틸-1-도데칸올, 데칸산, 옥탄산, 도데칸산, 이들의 혼합물 등을 포함한다.
더 바람직한 희석제는 3,7-다이메틸-3-옥탄올, 1-도데칸올, 1-데칸올, 1-옥탄올, 1-펜탄올, 1-헥산올, 2-헥산올, 2-옥탄올, 1-도데칸올, 3-메틸-3-펜탄올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, t-아밀 알코올, tert-부탄올, 2-부탄올, 1-부탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 2-에틸-1-부탄올, 3,3-다이메틸-2-부탄올, 2-옥틸-1-도데칸올, 이들의 혼합물 등을 포함한다.
실리콘-미함유 반응 조성물에 적합한 희석제는 글리세린, 에틸렌 글리콜, 에탄올, 메탄올, 에틸 아세테이트, 메틸렌 클로라이드, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 2가 알코올의 붕산 에스테르를 포함하지만 이로 한정되지 않는, 미국 특허 제4,018,853호, 제4,680,336호 및 제5,039,459호에 개시된 것과 같은 낮은 수평균 분자량의 폴리비닐피롤리돈(PVP), 이들의 조합 등을 포함한다.
희석제들의 혼합물이 사용될 수 있다. 희석제는 반응성 조성물 중의 모든 성분들의 총계의 최대 약 55 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 더 바람직하게는, 희석제는 반응성 조성물 중의 모든 성분들의 총계의 약 45 중량% 미만의 양으로, 그리고 더 바람직하게는 약 15 내지 약 40 중량%의 양으로 사용된다.
전술된 중합체 조성물은 매우 다양한 분야에서 사용될 수 있다. 바람직한 용도는 의료 장치에 있어서의 것이다. 따라서, 바람직한 실시 형태에서, 본 발명은 중합체 조성물을 포함하는 의료 장치를 제공하며, 중합체 조성물은 전술된 바와 같이 제조된다. 바람직한 의료 장치는 안과용 장치, 예를 들어 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 누점 마개 및 안구 삽입물이다. 콘택트 렌즈가 특히 바람직하다.
일부 실시 형태에서, 안과용 장치 및 콘택트 렌즈에 매우 적합한 중합체 조성물은 하이드로겔이다.
중합체 조성물은 하이드로겔일 수 있고, 제1 반응성 조성물은 하나 이상의 실리콘-함유 성분을 함유할 수 있다. 예시적인 실리콘-함유 성분은 상기에 개시된 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 실리콘-함유 성분은 화학식 VIa의 화합물(바람직하게는 화학식 V의 화합물), 화학식 XXc의 화합물(바람직하게는 화학식 XXg의 화합물 또는 SiMAA)의 화합물, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 중합체 조성물은 또한 친수성 성분을 함유할 수 있다. 바람직한 친수성 성분은 아크릴-함유 친수성 성분, 예를 들어 N,N-다이메틸아크릴아미드(DMA), 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 중합체 조성물은 습윤제를 함유할 수 있다. 바람직한 습윤제는 폴리아미드, 예컨대 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐메틸아세트아미드(PVMA), 폴리다이메틸아크릴아미드(PDMA), 폴리비닐아세트아미드(PNVA), 폴리(하이드록시에틸(메트)아크릴아미드), 폴리아크릴아미드, 및 이들의 공중합체 및 혼합물로부터 선택되는 것들을 포함한다.
중합체 조성물은 하이드로겔일 수 있고, 제1 반응성 조성물은 하나 이상의 친수성 성분을 함유할 수 있다. 예시적인 친수성 성분은 아크릴-함유 친수성 성분 및 비닐-함유 단량체, 예를 들어 N,N-다이메틸아크릴아미드(DMA), 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 글리세롤 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴아미드, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산, N-비닐피롤리돈(NVP), N-비닐 메타크릴아미드, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 친수성 화합물은 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 메타크릴산, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 제1 반응성 조성물에는 실리콘-함유 성분이 없을 수 있다.
중합체 조성물은 하이드로겔일 수 있고, 제2 반응성 조성물은 하나 이상의 실리콘-함유 성분을 함유할 수 있다. 예시적인 실리콘-함유 성분은 상기에 개시된 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 실리콘-함유 성분은 화학식 VIa의 화합물(바람직하게는 mPDMS), 화학식 XXc의 화합물(SiMAA), 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 중합체 조성물은 또한 친수성 성분을 함유할 수 있다. 바람직한 친수성 성분은 아크릴-함유 친수성 성분, 예를 들어 N,N-다이메틸아크릴아미드(DMA), 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 중합체 조성물은 습윤제를 함유할 수 있다. 바람직한 습윤제는 폴리아미드, 예컨대 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐메틸아세트아미드(PVMA), 폴리다이메틸아크릴아미드(PDMA), 폴리비닐아세트아미드(PNVA), 폴리(하이드록시에틸(메트)아크릴아미드), 폴리아크릴아미드, 및 이들의 공중합체 및 혼합물로부터 선택되는 것들을 포함한다.
중합체 조성물은 하이드로겔일 수 있고, 제2 반응성 조성물은 하나 이상의 친수성 성분을 함유할 수 있다. 예시적인 친수성 성분은 아크릴-함유 친수성 성분 및 비닐-함유 단량체, 예를 들어 N,N-다이메틸아크릴아미드(DMA), 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 글리세롤 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴아미드, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산, N-비닐피롤리돈(NVP), N-비닐 메타크릴아미드, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 친수성 화합물은 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 메타크릴산, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 제2 반응성 조성물에는 실리콘-함유 성분이 없을 수 있다.
중합체 조성물은 하이드로겔일 수 있고, 제1 반응성 조성물 및 제2 반응성 조성물의 에틸렌계 불포화 화합물은 독립적으로 (메트)아크릴레이트 단량체, (메트)아크릴산 단량체, 실리콘-함유 성분, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 이러한 실시 형태의 제2 반응성 조성물에 바람직한 반응성 성분은 MPC, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 또는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 및 메타크릴산의 혼합물을 포함할 수 있다.
중합체 조성물은 하이드로겔일 수 있고, 제1 반응성 조성물 및 제2 반응성 조성물의 에틸렌계 불포화 화합물은 독립적으로 실리콘-함유 성분, (메트)아크릴레이트 단량체, (메트)아크릴산 단량체, 에틸렌계 불포화 베타인, (메트)아크릴아미드, 에틸렌계 불포화 폴리에틸렌 글리콜, N-비닐 단량체, 에틸렌계 불포화 아미노산, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
가교결합된 기재 네트워크는 실리콘 하이드로겔(MAPO 기를 함유함)일 수 있고, 제2 반응성 조성물은, 중합 후에, 예를 들어 폴리(N,N-다이메틸아크릴아미드)(PDMA), 중합된 폴리에틸렌 글리콜 모노-메타크릴레이트, (폴리(mPEG)), 또는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 및 메타크릴산의 공중합체를 포함하는 친수성 그래프팅된 물질(이는 선택적으로 하전될 수 있음)을 제공할 수 있다. 그러한 그래프팅된 중합체 네트워크는, 예를 들어 안과용 장치에서 사용될 때, 개선된 생체적합성 및 생체측정 측성을 나타낼 수 있다.
가교결합된 기재 네트워크는 통상적인 하이드로겔(예를 들어, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 및 메타크릴산의 공중합체를 포함하고, MAPO 기를 포함함)일 수 있고, 제2 반응성 조성물은, 중합 후에, 친수성 그래프팅된 물질(이는 선택적으로 하전될 수 있음), 예컨대 폴리아미드를 제공한다. 예에는 PDMA, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리(N-비닐 N-메틸 아세트아미드)(PVMA), 및 이들의 공중합체가 포함된다. 그러한 그래프팅된 중합체 네트워크는, 예를 들어 안과용 장치에서 사용될 때, 개선된 생체적합성 및 생체측정 측성을 나타낼 수 있다.
가교결합된 기재 네트워크는 통상적인 하이드로겔(예를 들어, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 및 메타크릴산으로 되고 MAPO 기를 함유하는 공중합체)일 수 있고, 제2 반응성 조성물은, 중합 후에, 소수성 실록산 함유 물질을 제공한다. 그러한 그래프팅된 중합체 네트워크는 산소 가스 투과도(Dk) 및 모듈러스와 같은 바람직한 물리적 및 기계적 특성뿐만 아니라, 개선된 생체적합성 및 취급성을 나타낼 수 있다.
하나 이상의 실리콘-함유 성분을 함유하는 안과용 장치, 예를 들어 콘택트 렌즈의 경우, 실리콘-함유 성분(들)은 제1 반응성 조성물 및 제2 반응성 조성물 중에 존재하는 것들을 포함한, 존재하는 모든 반응성 성분들을 기준으로, 바람직하게는 최대 약 95 중량%, 또는 약 10 내지 약 80 중량%, 또는 약 20 내지 약 70 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 적합한 친수성 성분은, 제1 반응성 조성물 및 제2 반응성 조성물 중에 존재하는 것들을 포함한, 존재하는 모든 반응성 성분들을 기준으로, 바람직하게는 약 10 내지 약 60 중량%, 또는 약 15 내지 약 50 중량%, 또는 약 20 내지 약 40 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
본 발명의 중합체 조성물의 제조 방법에 추가의 선택적인 단계가 포함될 수 있음에 유의하여야 한다. 예를 들어, 단계 (b) 후에, 잉크 또는 염료가 가교결합된 기재 네트워크에 첨가될 수 있다. 이어서, 나머지 단계(단계 (c) 등)가 수행될 수 있다. 이는 잉크 또는 염료가 그래프팅된 중합체 네트워크 내에 개재될 수 있게 한다.
안과용 장치, 예컨대 콘택트 렌즈의 경우, 가교결합된 기재 네트워크는 바람직하게는 이들을 유용하게 하는 특성들의 균형을 갖는 실리콘 하이드로겔이다. 이들 특성에는 물 함량, 탁도, 접촉각, 모듈러스, 산소 투과도, 지질 흡수량, 라이소자임 흡수량 및 PQ1 흡수율이 포함된다. 바람직한 특성들의 예는 하기와 같다. 모든 값은 "약"으로 시작되고, 안과용 장치는 열거된 특성들의 임의의 조합을 가질 수 있다:
[H2O] %: 적어도 20%, 또는 적어도 25%
탁도: 30% 이하, 또는 10% 이하
DCA(°): 100° 이하, 또는 50° 이하
모듈러스(psi): 120 이하, 또는 80 내지 120
Dk(배러(barrer)): 적어도 80, 또는 적어도 100, 또는 적어도 150, 또는 적어도 200
파단 연신율: 적어도 100
이온성 규소 하이드로겔의 경우, (상기에 언급된 것들에 더하여) 하기의 특성들이 또한 바람직할 수 있다:
라이소자임 흡수량(㎍/렌즈): 적어도 100, 또는 적어도 150, 또는 적어도 500, 또는 적어도 700
PQ1 흡수율(%): 15 이하, 또는 10 이하, 또는 5 이하
완성된 안과용 장치는 다양한 기술에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 하이드로겔 콘택트 렌즈의 경우에, 전술된 제1 반응성 조성물은 금형 내에서 경화되거나, 또는 스핀캐스팅(spincasting) 또는 정적 캐스팅(static casting)을 통해 형성될 수 있다. 스핀캐스팅 방법은 미국 특허 제3,408,429호 및 미국 특허 제3,660,545호에 개시되어 있으며, 정적 캐스팅 방법은 미국 특허 제4,113,224호 및 미국 특허 제4,197,266호에 개시되어 있다. 일 실시 형태에서, 본 발명의 콘택트 렌즈는 하이드로겔의 직접 성형에 의해 형성되는데, 이는 경제적이며, 수화된 콘택트 렌즈의 최종 형상에 대한 정밀한 제어를 가능하게 한다. 이러한 방법의 경우, 제1 반응성 조성물은 원하는 형상을 갖는 금형 내에 배치되고, 전술된 바와 같은 조건이 반응성 조성물에 가해지고, 그럼으로써 반응성 성분들이 중합되어 원하는 최종 생성물에 근사한 형상으로 가교결합된 기재 네트워크를 생성한다.
그러한 경화 후에 형성된 가교결합된 기재 네트워크는 추출을 거쳐서 미반응 성분들을 제거하고 가교결합된 기재 네트워크를 콘택트 렌즈 금형으로부터 이형시킬 수 있다. 이어서, 가교결합된 기재 네트워크는 제2 반응성 조성물(이는 선택적으로 희석제를 함유할 수 있음) 중에 침지될 수 있고, 반응성 조성물의 적어도 일부분이 가교결합된 기재 네트워크 내로 확산되게 하기에 충분한 시간이 허용된다. 이후에, 부유액을 조사하여 그래프팅된 중합체 네트워크를 형성하고, 이어서 콘택트 렌즈를 추출하여 미반응 성분들을 제거할 수 있다.
가교결합된 기재 네트워크 및 콘택트 렌즈의 추출은 종래의 추출 유체, 즉 알코올과 같은 유기 용매를 이용하여 이루어지거나, 또는 수용액을 이용하여 추출될 수 있다. 수용액은 물을 포함하는 용액이다. 수용액은 적어도 약 30 중량%의 물, 또는 적어도 약 50 중량%의 물, 또는 적어도 약 70%의 물 또는 적어도 약 90 중량%의 물을 포함할 수 있다.
추출은, 예를 들어 수용액 중에 가교결합된 기재 네트워크 또는 콘택트 렌즈를 침지하거나 수용액의 유동에 물질을 노출시킴으로써 달성될 수 있다. 추출은 또한, 예를 들어 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 수용액을 가열하는 단계; 수용액을 교반하는 단계; 수용액 중 이형 보조제의 수준을 금형으로부터의 가교결합된 기재 네트워크의 이형을 야기하기에 충분한 수준까지 증가시키는 단계; 기계적 또는 초음파 교반 단계; 및 수용액 중에 적어도 하나의 침출 보조제를 가교결합된 기재 네트워크 또는 콘택트 렌즈로부터의 미반응 성분들의 적절한 제거를 촉진시키기에 충분한 수준까지 도입하는 단계. 전술한 것들은 열, 교반 또는 둘 모두를 가하면서 또는 가하지 않고서, 배치(batch) 공정 또는 연속 공정으로 수행될 수 있다.
일부 실시 형태는 또한 침출과 이형을 촉진시키기 위하여 물리적 교반의 적용을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가교결합된 기재 네트워크가 부착되는 가교결합된 기재 네트워크 금형 부분품은 수용액 내에서 진동되거나 전후로 움직이게 될 수 있다. 다른 실시 형태는 수용액을 통한 초음파를 포함할 수 있다.
콘택트 렌즈는 오토클레이빙(autoclaving)과 같은 그러나 이로 한정되지 않는 공지 수단에 의해 멸균될 수 있다.
이제 본 발명의 일부 실시 형태를 하기 실시예에서 상세히 설명할 것이다.
실시예
미쯔토요 디지매틱 마이크로미터 헤드(Mitutoyo digimatic micrometer head)가 구비된 교정된 반 케렌(Van Keuren) 마이크로 광학 비교기 장비 상에서 콘택트 렌즈 직경(DM)을 측정하였다. 콘택트 렌즈를 오목한 면을 아래로 하여 붕산염 완충 패킹 용액으로 완전히 채워진 결정 셀 내로 넣었다. 캡(cap)을 셀 상에 놓아서, 공기가 바로 아래에 포획되지 않음을 보장하였다. 이어서, 셀을 비교기 스테이지 상에 놓고, 렌즈 이미지에 초점을 맞추고 렌즈의 하나의 에지가 스크린 상의 중심선에 닿도록 정렬하였다. 제1 에지를 마킹하고, 제2 에지가 스크린 상의 중심선에 닿을 때까지 렌즈를 그의 직경을 따라 이동하고, 이어서 데이터 버튼을 다시 누름으로써 제2 에지를 마킹한다. 전형적으로, 2회의 직경 측정이 수행되며, 평균이 데이터 표에 기록된다.
물 함량(WC)을 중량측정식으로 측정하였다. 렌즈를 패킹 용액 중에서 24시간 동안 평형화시켰다. 3개의 시험 렌즈 각각을 스펀지 팁 스왑을 사용하여 패킹 용액으로부터 꺼내고, 패킹 용액으로 적셔진 블로팅 와이프 상에 놓는다. 렌즈의 양면을 와이프와 접촉시킨다. 핀셋을 사용하여, 시험 렌즈를 빈 상태로 중량이 측정된 칭량 팬에 넣고 칭량한다. 샘플을 두 세트 더 준비하여 칭량한다. 모든 중량 측정을 3회 반복하여 행하였으며, 이들 값의 평균을 계산에 사용하였다. 습윤 중량은 팬과 습윤 렌즈의 합계 중량에서 칭량 팬 단독의 중량을 뺀 것으로서 정의된다.
30분 동안 60℃로 예열된 진공 오븐 내에 샘플 팬을 넣어서 건조 중량을 측정하였다. 압력이 적어도 1 inHg에 도달할 때까지 진공을 인가하였으며; 더 낮은 압력이 허용된다. 진공 밸브 및 펌프를 끄고 렌즈를 12시간 이상 동안, 전형적으로 하룻밤 건조시킨다. 퍼지 밸브를 개방하여 건조 공기 또는 건조 질소 가스가 유입되게 한다. 오븐을 대기압에 도달하게 둔다. 팬을 꺼내고 칭량한다. 건조 중량은 팬과 건조 렌즈의 합계 중량에서 칭량 팬 단독의 중량을 뺀 것으로서 정의된다. 시험 렌즈의 물 함량을 다음과 같이 계산하였다: % 물 함량 = (습윤 중량 ― 건조 중량)/습윤 중량 × 100. 물 함량의 평균 및 표준편차를 계산하였고, 평균값을 시험 렌즈의 퍼센트 물 함량으로서 기록하였다.
그래프팅된 렌즈의 평균 건조 중량에서 기재 렌즈의 평균 건조 중량을 차감하여 그래프팅된 렌즈 중량 획득을 계산하였으며, 이는 백분율로 표현하였다. 그래프팅된 렌즈와 기재 렌즈 둘 모두를 수 시간 동안 탈이온수 중에서 평형화시켜 어떠한 잔류 염도 제거하였다. 전형적으로, 적어도 3개의 렌즈를 칭량하고 각각의 샘플에 대해 평균한다.
콘택트 렌즈의 굴절률(RI)을 수동 모드에서 라이카(Leica) ARIAS 500 아베(Abbe) 굴절계에 의해 또는 100 마이크로미터의 프리즘 갭 거리로 자동 모드에서 라이헤르트(Reichert) ARIAS 500 아베 굴절계에 의해 측정하였다. 20℃ (+/- 0.2℃)에서 탈이온수를 사용하여 기기를 보정하였다. 프리즘 조립체를 개방하고, 시험 렌즈를 광원에 가장 가까운 자기 도트(magnetic dot)들 사이의 하부 프리즘 상에 배치하였다. 프리즘이 건조한 경우, 몇 방울의 식염수를 하부 프리즘에 적용하였다. 렌즈의 전방 곡선은 하부 프리즘에 맞닿아 있었다. 이어서, 프리즘 조립체를 폐쇄하였다. 음영선이 레티클 필드(reticle field)에 나타나도록 컨트롤을 조정한 후에, 굴절률을 측정하였다. 5개의 시험 렌즈에 대해 RI 측정을 행하였다. 5개의 측정치로부터 계산된 평균 RI를 굴절률뿐만 아니라 그의 표준편차로서 기록하였다.
산소 투과도(Dk)를, ISO 9913-1:1996 및 ISO 18369-4:2006에 일반적으로 기재된, 그러나 하기 변경을 갖는 폴라로그래피 방법에 의해 결정하였다. 측정은 질소 및 공기 투입이 적절한 비, 예를 들어 1800 mL/min의 질소 및 200 mL/min의 공기로 설정된 시험 챔버를 구비함으로써 생성되는 2.1% 산소를 함유하는 환경에서 수행하였다. t/Dk는 조정된 산소 농도를 사용하여 계산한다. 붕산염 완충 식염수를 사용하였다. MMA 렌즈를 적용하는 대신에 순수한 가습된 질소 환경을 사용하여 암전류(dark current)를 측정하였다. 측정하기 전에 렌즈를 닦아내지 않았다. 센티미터 단위로 측정된 다양한 두께(t)의 렌즈를 사용하는 대신에 4개의 렌즈를 적층하였다. 평면 센서 대신에 곡면 센서를 사용하였고; 반경은 7.8 mm였다. 7.8 mm 반경 센서 및 10% (v/v) 공기 유량에 대한 계산은 다음과 같다:
Dk/t = (측정된 전류 ― 암전류) × (2.97×10-8 mL O2/(㎂-sec-㎠-mmHg)
에지 보정은 물질의 Dk와 관련되었다.
90 배러 미만의 모든 Dk 값에 대해:
t/Dk (에지 보정됨) = [1 + (5.88 × t)] × (t/Dk)
90 내지 300 배러의 Dk 값에 대해:
t/Dk (에지 보정됨) = [1 + (3.56 × t)] × (t/Dk)
300 배러 초과의 Dk 값에 대해:
t/Dk (에지 보정됨) = [1 + (3.16 × t)] × (t/Dk)
에지 비보정된 Dk를 데이터의 선형 회귀 분석으로부터 얻어진 기울기의 역수로부터 계산하였으며, 여기서 x 변수는 센티미터 단위의 중심 두께이고 y 변수는 t/Dk 값이었다. 반면에, 에지 보정된 Dk(EC Dk)를 데이터의 선형 회귀 분석으로부터 얻어진 기울기의 역수로부터 계산하였으며, 여기서 x 변수는 센티미터 단위의 중심 두께이고 y 변수는 에지 보정된 t/Dk 값이었다. 생성된 Dk 값을 배러 단위로 기록하였다.
실온(23±4℃)에서 교정된 크루스(Kruss) K100 장력계를 사용하고 프로브 용액으로서 계면활성제 무함유 붕산염 완충 식염수를 사용하여 변형된 빌헬미(Wilhelmy) 플레이트 방법에 의해 렌즈의 습윤성을 결정하였다. 모든 장비는 세정 및 건조되어야 하며; 진동은 시험 동안 기기 주위에서 최소한이 되도록 해야 한다. 습윤성은 통상 전진 접촉각(크루스 DCA)으로 기록된다. 장력계에는 습도 발생기가 구비되었고, 온도 및 습도 게이지를 장력계 챔버 내에 넣었다. 상대 습도를 70±5%로 유지하였다. 민감한 저울에 의해 습윤화로 인해 샘플에 가해지는 힘을 측정하면서 알려진 둘레의 렌즈 시편을 알려진 표면 장력의 패킹 용액 중에 담금으로써 실험을 수행하였다. 샘플을 담그는 동안 수집된 힘 데이터로부터 렌즈 상의 패킹 용액의 전진 접촉각을 결정한다. 액체로부터 샘플을 빼내는 동안의 힘 데이터로부터 후진 접촉각을 결정한다. 빌헬미 플레이트 방법은 하기 식에 기초한다: Fg = γρcosθ ± B(여기서, F는 액체와 렌즈 사이의 습윤력(mg)이고, g는 중력 가속도(980.665 cm/sec2)이고, γ는 프로브 액체의 표면 장력(다인/cm)이고, ρ는 액체/렌즈 메니스커스에서의 콘택트 렌즈의 둘레(cm)이고, θ는 동적 접촉각(도)이고, B는 부력(mg)임). B는 0의 침지 깊이에서 0이다. 전형적으로, 시험 스트립을 콘택트 렌즈의 중심 영역으로부터 절단하였다. 각각의 스트립은 대략 폭이 5 mm이고 길이가 14 mm였으며, 이를 플라스틱 핀셋을 사용하여 금속 클립에 부착하고, 금속 와이어 후크로 천공하고, 적어도 3시간 동안 패킹 용액 중에서 평형화시켰다. 이어서, 각각의 샘플을 4회 사이클링하였고, 결과를 평균하여 렌즈의 전진 접촉각 및 후진 접촉각을 얻었다. 전형적인 측정 속도는 12 mm/min이었다. 금속 클립을 건드리지 않고서 데이터 획득 및 분석 동안 샘플을 패킹 용액 중에 완전히 침지하였다. 5개의 개별 렌즈로부터의 값을 평균하여 실험 렌즈의 기록된 전진 접촉각 및 후진 접촉각을 얻었다.
실온에서 크루스 DSA-100 TM 기기를 사용하고 프로브 용액으로서 탈이온수를 사용하는 세실 드롭(sessile drop) 기술(세실 드롭)을 사용하여 렌즈의 습윤성을 결정하였다. 시험할 렌즈를 탈이온수로 헹구어서 패킹 용액으로부터의 캐리 오버(carry over)를 제거하였다. 각각의 시험 렌즈를 패킹 용액으로 적셔진 블로팅 린트 프리 와이프(blotting lint free wipe) 상에 놓았다. 렌즈의 양면을 와이프와 접촉시켜, 렌즈를 건조시키지 않고서 표면의 물을 제거하였다. 적절한 편평화(flattening)를 보장하기 위해, 렌즈를 콘택트 렌즈 플라스틱 금형의 볼록한 표면 상에 "보울 면을 아래로"(bowl side down) 배치하였다. 플라스틱 금형 및 렌즈를 세실 드롭 기기 홀더 내에 배치하여, 시린지의 적절한 중심 정렬을 보장하였다. DSA 100-액적 형상 분석(Drop Shape Analysis) 소프트웨어를 사용하여, 3 내지 4 마이크로리터의 탈이온수 방울을 시린지 팁 상에 형성하여, 액적이 렌즈로부터 매달려 있는 것을 보장하였다. 니들을 아래로 이동시켜, 액적을 렌즈 표면 상에 원활하게 배출하였다. 액적을 분배한 직후에 니들을 회수하였다. 액적을 렌즈 상에서 5 내지 10초간 평형화시키고, 액적 이미지와 렌즈 표면 사이에서 접촉각을 측정하였다. 전형적으로, 3개 내지 5개의 렌즈를 평가하였으며, 평균 접촉각을 기록하였다.
콘택트 렌즈의 기계적 특성을, 로드 셀(load cell) 및 공압 그립(pneumatic grip) 제어부가 구비된 인스트론(Instron) 모델 1122 또는 5542와 같은 인장 시험기를 사용하여 측정하였다. -1 디옵터 렌즈는 그의 중심의 균일한 두께 프로파일 때문에 바람직한 렌즈 기하학적 형상이다. -1.00 굴절력 렌즈로부터 절단된, 0.522 인치 길이, 0.276 인치 "귀부(ear)" 폭 및 0.213 인치 "목부(neck)" 폭을 갖는 도그본(dog-bone) 형상의 샘플을 그립(grip)들 내로 로딩하고, 파단될 때까지 2 인치/분의 일정한 변형 속도로 연신하였다. 시험 전에 전자 두께 게이지를 사용하여 도그본 샘플의 중심 두께를 측정하였다. 샘플의 초기 게이지 길이(Lo) 및 파단시 샘플 길이(Lf)를 측정한다. 각각의 조성물의 5개 이상의 시편을 측정하고, 평균 값을 사용하여 퍼센트 파단 연신율을 계산하였다: 퍼센트 연신율 = [(Lf ― Lo)/Lo] × 100. 인장 모듈러스(M)는 응력-변형 곡선의 초기 선형 부분의 기울기로서 계산하였고; 모듈러스의 단위는 제곱인치당 파운드 또는 psi이다. 인장 강도(TS)를 피크 하중 및 원래의 단면적으로부터 계산하였다: 인장 강도 = 피크 하중을 원래의 단면적으로 나눈 것; 인장 강도 단위는 psi이다. 인성(toughness)은 파단 에너지(energy to break) 및 샘플의 원래 부피로부터 계산하였다: 인성 = 파단 에너지를 원래의 샘플 부피로 나눈 것; 인성의 단위는 in-lb/in3이다. 파단 연신율(ETB)을 또한 파단 변형률(%)로서 기록하였다.
PQ1 흡수율(PQ1)은 크로마토그래피로 측정하였다. 농도 2, 4, 6, 8, 12 및 15 ㎍/mL를 갖는 일련의 표준 PQ1 용액을 사용하여 HPLC를 보정하였다. 알콘(Alcon)으로부터 구매가능한 3 mL의 옵티프리 리플레니쉬(Optifree Replenish) 또는 유사한 렌즈 용액(PQ1 농도 = 10 마이크로그램/mL)이 담긴 폴리프로필렌 콘택트 렌즈 케이스에 렌즈를 넣었다. 3 mL의 용액을 포함하나 콘택트 렌즈는 포함하지 않는 대조군 렌즈 케이스를 또한 준비하였다. 렌즈 및 대조군 용액을 실온에서 72시간 동안 저장하였다. 각각의 샘플 및 대조군으로부터 1 mL의 용액을 꺼내어 트라이플루오로아세트산(10 μL)과 혼합하였다. 하기 장비 및 조건을 갖는 HPLC/ELSD 및 페노메넥스 루나(Phenomenex Luna) C5(4.6 mm × 5 mm; 5 μm 입자 크기) 컬럼을 사용하여 분석을 수행하였다: T = 100 ℃, 게인 = 12, 압력 = 4.4 bar, 필터 = 3 s에서 작동하는 ELSD를 구비한 애질런트(Agilent) 1200 HPLC 또는 등가물 - ELSD 파라미터는 기기마다 다를 수 있으며; 물(0.1% TFA)의 이동상 A 및 아세토니트릴(0.1% TFA)의 이동상 B를 사용함), 40 ℃의 컬럼 온도 및 100 μL의 주입 부피. 표 C에 열거된 용리 프로파일을 사용하였다. 피크 면적 값을 PQ1 표준 용액의 농도의 함수로서 도표로 나타냄으로써 보정 곡선을 작성하였다. 이어서, 보정 곡선을 나타내는 2차 방정식의 해를 구함으로써 샘플 중의 PQ1의 농도를 계산하였다. 각각의 분석에 대해 3개의 렌즈를 시험하였고, 결과를 평균하였다. PQ1 흡수율은 렌즈 없이 대조군에 존재하는 PQ1과 대비하여 렌즈를 액침한 후의 PQ1의 손실(%)로서 기록하였다.
[표 C]
Figure pct00077
콘택트 렌즈에 의해 흡수된 콜레스테롤의 양을 LC-MS 방법에 의해 결정하였다(지질). 렌즈를 콜레스테롤 용액 중에 액침하고, 이어서 다이클로로메탄으로 추출하였다. 다이클로로메탄 추출물을 증발시키고, 헵탄/아이소프로판올 혼합물로 재구성하고, 후속하여 LC-MS에 의해 분석하였다. 결과를 렌즈당 콜레스테롤의 마이크로그램으로서 기록하였다. 중수소화 콜레스테롤 내부 표준물을 사용하여 본 방법의 정확성 및 정밀도를 개선하였다.
15.0 ± 0.5 밀리그램의 콜레스테롤을 입구가 넓은 10 mL 유리 메스 플라스크 내에 넣고, 이어서 아이소프로판올로 희석시킴으로써 콜레스테롤 스톡 용액을 제조하였다.
0.430 ± 0.010 그램의 라이소자임(순도 = 93%), 0.200 ± 0.010 그램의 알부민, 및 0.100 ± 0.010 그램의 β-락토글로불린을 200 mL 유리 메스 플라스크 내에 넣고, 대략 190 밀리리터의 PBS를 플라스크에 첨가하고, 와동시켜 내용물을 용해시킴으로써 콜레스테롤 액침 용액을 제조하였다. 이어서, 2 밀리리터의 콜레스테롤 스톡 용액을 첨가하고, PBS로 소정 부피까지 희석시켰다. 메스 플라스크를 캡핑하고, 충분히 진탕하였다. 콜레스테롤 액침 용액의 농도는 대략 15 ㎍/mL였다. 주: 이들 성분의 질량은 목표 농도가 달성될 수 있도록 로트별(lot-to-lot) 순도 변동성을 고려하여 조정될 수 있다.
6개의 콘택트 렌즈를 그들의 패키지로부터 꺼내고, 린트-프리(lint-free) 종이 타월로 닦아내어 과량의 패킹 용액을 제거하였다. 렌즈를 6개의 별개의 8 mL 유리 바이알(바이알당 1개의 렌즈)에 넣고, 3.0 mL의 콜레스테롤 액침 용액을 각각의 바이알에 첨가하였다. 바이알을 캡핑하고, 37℃ 및 100 rpm으로 72시간 동안 뉴 브런즈윅 사이언티픽(New Brunswick Scientific) 인큐베이터-진탕기에 넣어두었다. 인큐베이션 후에, 각각의 렌즈를 100 mL 비커에서 PBS로 3회 헹구고, 20 mL 신틸레이션 바이알 내에 넣었다.
렌즈가 담긴 신틸레이션 바이알 각각에, 5 mL의 다이클로로메탄 및 100 μL의 내부 표준 용액을 첨가하였다. 최소 16시간의 추출 시간 후에, 상층액 액체를 5 mL 일회용 유리 배양 튜브 내로 옮겼다. 튜브를 터보바프(Turbovap) 내에 넣고, 용매를 완전히 증발시켰다. 1 mL의 희석제를 배양 튜브 내에 넣고, 내용물을 재용해시켰다. 상기 언급된 희석제는 헵탄과 아이소프로판올의 70:30 (v/v) 혼합물이었다. 희석제는 또한 이동상이었다. 생성된 용액을 오토샘플러 바이알 내로 조심스럽게 옮기고, LC-MS 분석을 위해 준비하였다.
25 mL 메스 플라스크에서 대략 12.5 + 2 mg의 중수소화 콜레스테롤(2,2,3,4,4,6-d6-콜레스테롤)을 칭량한 후, 희석제로 희석시킴으로써 내부 표준 스톡 용액을 제조하였다. 내부 표준 스톡 용액의 농도는 대략 500 ㎍/mL였다.
1.0 mL의 내부 표준 스톡 용액을 50 mL 메스 플라스크에 넣은 후, 희석제로 소정 부피까지 희석시킴으로써 내부 표준 용액을 제조하였다. 이러한 중간 내부 표준 용액의 농도는 대략 10 ㎍/mL이다.
100 mL 메스 플라스크에서 대략 50 + 5 mg의 콜레스테롤을 칭량한 후, 희석제로 희석시킴으로써 기준 표준 스톡 용액을 제조하였다. 이러한 기준 스톡 용액 중의 콜레스테롤의 농도는 대략 500 ㎍/mL이다.
이어서, 표 D에 따라 적절한 양의 표준 용액을 열거된 25 mL, 50 mL 또는 100 mL 메스 플라스크 내로 넣음으로써 작업 표준 용액을 제조하였다. 표준 용액을 메스 플라스크에 첨가한 후에, 혼합물을 희석제로 소정 부피까지 희석시키고, 충분히 와동시켰다.
[표 D]
Figure pct00078
하기 LC-MS 분석을 수행하였다: "Std4"를 6회 주입하여 시스템 적합성을 평가한다. 시스템 적합성을 합격하기 위하여, 작업 표준물 및 내부 표준물에 대한 피크 면적의 RSD%는 5% 미만이어야 하고, 그들의 피크 면적비의 RSD(%)는 7% 미만이어야 한다. 작업 표준물 1 내지 6을 주입하여 보정 곡선을 작성한다. 상관 계수의 제곱(r2)은 0.99 초과여야 한다. 시험 샘플을 주입한 후, 브래키팅 표준물(Std4)을 주입한다. 브래키팅 표준물의 피크 면적비는 시스템 적합성 주입으로부터의 평균 피크 면적비의 ±10% 이내여야 한다.
각각의 작업 표준 용액의 농도에 상응하는 피크 면적비(기준 표준물/내부 표준물) 값을 도표로 나타냄으로써 보정 곡선을 작성하였다. 샘플 중의 콜레스테롤의 농도는 2차 방정식의 해를 구함으로써 계산된다. LC-MS 분석을 위한 전형적인 장비 및 그의 설정이 하기에 열거되어 있으며, 표 E 및 표 F에 나타나 있다. 기기 조정 파라미터에 대한 값은 질량 분석계가 조정될 때마다 바뀔 수 있다.
터보바프 조건:
온도: 45℃
시간: 건조까지 30분 이상
가스: 5 psi의 질소
HPLC 조건:
HPLC: 서모 악셀라(Thermo Accela) HPLC 기기 또는 등가물
HPLC 컬럼: 애질런트 조르박스(Zorbax) NH2 (4.6 mm × 150 mm; 5 μm 입자 크기)
이동상: 70% 헵탄 및 30% 아이소프로판올
컬럼 온도: 30 ℃
주입 부피: 25 μL
유량: 1000 μL/min
[표 E]
Figure pct00079
[표 F]
Figure pct00080
콘택트 렌즈에 의한 라이소자임 흡수량의 양을 HPLC-UV 방법에 의해 측정하였다. 콘택트 렌즈가 침지되기 전의 인산염-완충 식염수 용액(PBS) 중의 라이소자임 함량과 37℃에서 72시간의 렌즈 침지 후의 시험 용액 중의 농도의 차이로서 라이소자임 흡수량을 결정하였다.
0.215 ± 0.005 그램의 라이소자임(순도 = 93%)을 100 mL 메스플라스크 내로 넣은 후, 50 mL의 PBS를 첨가하여 와동에 의해 라이소자임을 용해시킨 후, PBS로 소정 부피까지 희석시킴으로써 라이소자임 액침 용액을 제조하였다. 생성된 라이소자임 액침 용액을 밀리포어 스테리컵(Millipore Stericup) 여과 장치를 사용하여 여과/멸균하였다. 라이소자임 액침 용액의 농도는 대략 2000 ㎍/mL이다. 라이소자임의 질량은 2000 ㎍/mL 농도가 달성될 수 있도록 로트별 순도 변동성을 고려하여 조정될 수 있다.
3개의 콘택트 렌즈를 그들의 패키지로부터 꺼내고, 린트-프리 종이 타월로 닦아내어 과량의 패킹 용액을 제거하였다. 렌즈를 3개의 별개의 8 mL 유리 바이알(바이알당 1개의 렌즈) 내로 넣었다. 1.5 mL의 라이소자임 액침 용액을 각각의 바이알에 첨가하였다. 바이알을 캡핑하고, 검사하여 각각의 렌즈가 액침 용액 중에 완전히 침지되는 것을 보장하였다. 대조군 샘플로서, 1.5 mL의 라이소자임 액침 용액을 3개의 별개의 8 mL 유리 바이알 내로 첨가하였다. 이어서, 샘플을 37℃ 및 100 rpm으로 72시간 동안 뉴 브런즈윅 사이언티픽 인큐베이터-진탕기 상에서 인큐베이션하였다.
1 L 유리병에서 900 mL의 물, 100 mL의 아세토니트릴 및 1 mL의 트라이플루오로아세트산을 혼합함으로써 희석제를 제조하였다.
0.240 ± 0.010 그램의 라이소자임(순도 = 93%)을 100 mL 메스 플라스크 내로 넣은 후, 희석제로 소정 부피까지 희석시킴으로써 라이소자임 스톡 용액을 제조하였다. 라이소자임 스톡 용액의 농도는 대략 2200 ㎍/mL이다.
표 G에 나타낸 바와 같이, 5 mL 메스 플라스크를 사용하여 적절한 양의 라이소자임 스톡 용액을 희석제와 혼합함으로써 일련의 작업 표준 용액을 제조하였다.
[표 G]
Figure pct00081
1 mL의 트라이플루오로아세트산을 10 mL 유리 메스 플라스크 내로 첨가한 후, HPLC 물로 희석시킴으로써 10% (v/v) 용액을 제조하였다. HPLC-UV 분석을 위한 샘플을 하기와 같이 제조하였다: (1) 1000 μL의 시험 샘플 및 10 μL의 10% TFA 용액을 오토샘플러 바이알 내로 넣음으로써, 또는 (2) 1000 μL의 기준 표준물 및 10 μL의 기준 표준 희석제를 오토샘플러 바이알 내로 넣음으로써.
본 분석은 하기 단계들을 포함하였다: "Std4"를 6회 주입하여 시스템 적합성을 평가한다. 피크 면적 및 체류 시간의 RSD%는 시스템 적합성을 합격하기 위해서 0.5% 미만이어야 한다. 작업 표준물 1 내지 6을 주입하여 보정 곡선을 작성한다. 상관 계수의 제곱(r2)은 0.99 초과여야 한다. 시험 샘플을 주입한 후, 브래키팅 표준물(Std4)을 주입한다. 브래키팅 표준물의 피크 면적은 시스템 적합성 주입으로부터의 평균 피크 면적의 ±1%여야 한다.
각각의 라이소자임 작업 표준 용액의 농도에 상응하는 피크 면적 값을 도표로 나타냄으로써 보정 곡선을 작성하였다. 선형 방정식의 해를 구함으로써 시험 샘플 중의 라이소자임의 농도를 계산하였다. 전형적인 장비 및 그의 설정이 하기에 열거되어 있거나 표 H에 나타나 있다.
기기: UV 검출을 구비한 애질런트 1200 HPLC (또는 HPLC-UV 등가물)
검출: 280 nm의 UV (5 nm 대역폭)
HPLC 컬럼: 페노메넥스 루나 C5 (50 × 4.6 mm) 또는 애질런트 PLRP-S (50 × 4.6 mm)
이동상 A: H2O (0.1% TFA)
이동상 B: 아세토니트릴 (0.1% TFA)
컬럼 온도: 40 ℃
주입 부피: 10 μL
[표 H]
Figure pct00082
편평한 블랙 백그라운드 위쪽에 주위 온도의 투명 유리 셀 내의 붕산염 완충 식염수 중에 수화된 시험 렌즈를 넣고, 렌즈 셀에 수직한 각도 66°에서 광섬유 램프(0.5" 직경의 광 가이드를 갖는 돌란-젠너(Dolan-Jenner) PL-900 광섬유 광)로 아래로부터 조사하고, 렌즈 홀더 위로 14 mm에 배치된 비디오 카메라(적합한 줌 카메라 렌즈가 구비된 DVC 1300C:19130 RGB 카메라 또는 등가물)를 이용하여 렌즈 셀에 수직하게 위로부터 렌즈의 이미지를 캡처(capturing)함으로써 탁도가 측정될 수 있다. EPIX XCAP V 3.8 소프트웨어를 사용하여 붕산염 완충 식염수를 갖는 블랭크 셀(기준선)의 이미지를 공제함으로써, 백그라운드 산란을 시험 렌즈의 산란으로부터 공제한다. 광 세기를 900 내지 910의 평균 그레이스케일로 조정함으로써 고급(high-end) 산란(젖빛 유리)에 대한 값을 얻는다. 식염수 충전된 유리 셀을 사용하여 백그라운드 산란(BS)의 값을 측정한다. 공제된 산란광 이미지를, 렌즈의 중심 10 mm에 걸쳐 적분하고, 이어서 젖빛 유리 표준물과 대비함으로써 정량적으로 분석한다. 젖빛 유리 표준물에 대해 900 내지 910 범위의 평균 그레이스케일 값을 달성하도록 광 세기/출력 설정을 조정하였고; 이러한 설정에서, 기준선 평균 그레이스케일 값은 50 내지 70의 범위였다. 기준선 및 젖빛 유리 표준물의 평균 그레이스케일 값을 기록하고, 이를 사용하여 각각 0 내지 100의 척도를 생성한다. 그레이스케일 분석에서, 기준선, 젖빛 유리, 및 모든 시험 렌즈의 평균 및 표준편차를 기록하였다. 각각의 렌즈에 대해, 스케일링된 값을 방정식에 따라 계산하였다: 스케일링된 값은 평균 그레이스케일 값 (렌즈 - 기준선)을 평균 그레이스케일 값 (젖빛 유리 - 기준선)으로 나누고 100을 곱한 것과 동일하다. 3 내지 5개의 시험 렌즈를 분석하고, 결과를 평균한다.
본 발명을 하기 실시예를 참고하여 이제 설명한다. 본 발명의 몇몇 예시적인 실시 형태를 설명하기에 앞서, 본 발명은 하기의 설명에 기재된 구성 또는 공정 단계의 상세 사항에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시 형태들이 가능하며, 다양한 방식으로 실행되거나 수행될 수 있다.
하기의 약어가 실시예 전체에 걸쳐 사용될 것이며, 이는 다음의 의미를 갖는다:
BC: 후방 곡선 플라스틱 금형
FC: 전방 곡선 플라스틱 금형
RMM: 반응성 단량체 혼합물
NVP: N-비닐피롤리돈 (아크로스(Acros) 또는 알드리치(Aldrich))
DMA: N,N-다이메틸아크릴아미드 (자르켐(Jarchem))
MMA: 메틸 메타크릴레이트
HEMA: 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 (바이맥스(Bimax))
MAA: 메타크릴산 (아크로스)
ACA1: 3-아크릴아미도프로판산
Q 염 또는 METAC: 2-(메타크릴로일옥시)에틸 트라이메틸암모늄 클로라이드
CBT: 1-프로파나미늄, N-(2-카르복시에틸)-N,N-다이메틸-3-[(1-옥소-2-프로펜-1-일)아미노]-, 내염; 카르복시베타인; CAS 79704-35-1
SBT: 1-프로파나미늄, N,N-다이메틸-N-[3-[(1-옥소-2-프로펜-1-일)아미노]프로필]-3-설포-, 내염; 설포베타인; CAS 80293-60-3
PBT: 3-다이옥사-8-아자-4-포스파운데크-10-엔-1-아미늄, 4-하이드록시-N,N,N-트라이메틸-9-옥소-, 내염, 4-옥사이드 (9CI); 포스포베타인; CAS 163674-35-9
MPC: 3,5,8-트라이옥사-4-포스파운데크-10-엔-1-아미늄, 4-하이드록시-N,N,N,10-테트라메틸-9-옥소-, 내염, 4-옥사이드; CAS 67881-98-5
블루 HEMA: 미국 특허 제5,944,853호에 기재된 바와 같은, 1-아미노-4-[3-(4-(2-메타크릴로일옥시-에톡시)-6-클로로트라이아진-2-일아미노)-4-설포페닐아미노]안트라퀴논-2-설폰산
PVP: 폴리(N-비닐피롤리돈) (아이에스피 애쉬랜드(ISP Ashland))
EGDMA: 에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트 (에스테크(Esstech))
TEGDMA: 트라이에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트 (에스테크)
TMPTMA: 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트 (에스테크)
테고머(Tegomer) V-Si 2250: 다이아크릴옥시폴리다이메틸실록산 (에보닉(Evonik))
CGI 또는 이르가큐어(Irgacure) 819: 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 (바스프(BASF) 또는 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals))
CGI 또는 이르가큐어 1870: 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4,4-트라이메틸-펜틸포스핀옥사이드와 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤의 블렌드 (바스프 또는 시바 스페셜티 케미칼즈)
mPDMS: 모노-n-부틸 종결된 모노메타크릴옥시프로필 종결된 폴리다이메틸실록산 (Mn = 800 내지 1000 g/mol) (젤레스트(Gelest))
ac-PDMS: 비스-3-아크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시프로필 폴리다이메틸실록산
HO-mPDMS: 모노-n-부틸 종결된 모노-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필)-프로필 에테르 종결된 폴리다이메틸실록산 (Mn = 400 내지 1500 g/mol) (오르텍(Ortec) 또는 디에스엠-폴리머 테크놀로지 그룹(DSM-Polymer Technology Group))
SiMAA: 2-프로펜산, 2-메틸-2-하이드록시-3-[3-[1,3,3,3-테트라메틸-1-[(트라이메틸실릴)옥시]다이실록사닐]프로폭시]프로필 에스테르 (토레이(Toray)), 이는 3-(3-(1,1,1,3,5,5,5-헵타메틸트라이실록산-3-일)프로폭시)-2-하이드록시프로필 메타크릴레이트 또는 2-하이드록시-3-[3-메틸-3,3-다이(트라이메틸실록시)실릴프로폭시]-프로필 메타크릴레이트로도 알려짐
mPEG 950: 폴리에틸렌 글리콜 메틸 에테르 메타크릴레이트 (알드리치) (CAS 26915-72-0; Mn = 950 g/mol), 이는 다이에틸 에테르로부터의 결정화에 의해 정제될 수 있음
D3O: 3,7-다이메틸-3-옥탄올 (비곤(Vigon))
DIW: 탈이온수
IPA: 아이소프로필 알코올
PG: 프로필렌 글리콜
BAGE: 붕산 글리세롤 에스테르(붕산 대 글리세롤의 몰비는 1:2임) 299.3 그램(몰)의 글리세롤 및 99.8 그램(몰)의 붕산을 적합한 반응기 내에서 1247.4 그램의 5% (w/w) EDTA 수용액 중에 용해시키고, 이어서 온화한 진공(2 내지 6 torr) 하에서 4 내지 5시간 동안 교반하면서 90 내지 94℃로 가열하고, 실온으로 냉각되게 하였다.
EDTA: 에틸렌다이아민테트라아세트산
Norbloc: 2-(2'-하이드록시-5-메타크릴릴옥시에틸페닐)-2H-벤조트라이아졸 (얀센(Janssen))
붕산염 완충 패킹 용액: 18.52 그램(300 mmol)의 붕산, 3.7 그램(9.7 mmol)의 붕산나트륨 10수화물, 및 28 그램(197 mmol)의 황산나트륨을 2 리터 메스 플라스크를 채우기에 충분한 탈이온수 중에 용해시켰다.
TLO3 라이트: 필립스(Phillips) TLK 40W/03 또는 등가물
DMBAPO: 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4,4-트라이메틸펜틸 포스핀 옥사이드
BAPO-OH: 비스(메시토일)포스핀산 또는 하이드록시(포스판다이일)비스(메시틸메타논); 문헌[Macromol. Rapid Commun. 2015, 36, 553-557] 참조.
Figure pct00083
HCPK: 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤
mPEG475: 폴리에틸렌 글리콜 메틸 에테르 메타크릴레이트 (알드리치) (Mn = 475 g/mol)
nBMA: n-부틸 메타크릴레이트
DMF: N,N-다이메틸포름아미드
플루오레세인 아크릴아미드: N-(3',6'-다이하이드록시-3-옥소-3H-스피로[아이소벤조푸란-1,9'-잔텐]-5-일)아크릴아미드 (폴리사이언시즈(Polysciences))
Figure pct00084
플루오레세인 메타크릴아미드: N-(3',6'-다이하이드록시-3-옥소-3H-스피로[아이소벤조푸란-1,9'-잔텐]-5-일)메타크릴아미드 (폴리사이언시즈)
Figure pct00085
TPME: 트라이프로필렌 글리콜 메틸 에테르
TEGDA: 테트라에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트
DCM: 다이클로로메탄
KI: 요오드화칼륨
NaI: 요오드화나트륨
tert-BuOH 또는 t-BuOH: 3차 부탄올
Et3N: 트라이에틸아민
MeLi: 메틸 리튬
CDI: 카르보닐다이이미다졸
TFA 또는 CF3COOH: 트라이플루오로아세트산
NaBr: 브롬화나트륨
THF: 테트라하이드로푸란
Na2CO3: 중탄산나트륨
Na2SO4: 황산나트륨
HMPA: 헥사메틸포스포르아미드
NaOH: 수산화나트륨
NMR: 핵자기 공명 분광법
TMS: 테트라메틸실란
NT: 시험하지 않음
WC: 물 함량 (중량%)
EC Dk: 에지-보정된 산소 가스 투과성 (배러)
M: 모듈러스 (psi)
TS: 인장 강도 (psi)
ETB: 파단 연신율 (%)
RI: 굴절률
크루스 DCA (전진): 전진 동적 접촉각
세실 드롭: 전진 접촉각
실시예 1 내지 실시예 3
표 1에 열거된 반응성 성분들을 혼합함으로써 반응성 단량체 혼합물(전술된 제1 반응성 조성물을 나타냄)을 형성하였다. 이들 제형을, 점도에 따라 가열되거나 가열되지 않은 스테인리스 강 또는 유리 시린지를 사용하여 3 μm 필터를 통해 여과하고, 주위 온도에서 약 10분 동안 진공(약 40 mmHg)을 인가함으로써 탈기시켰다. 질소 가스 분위기 및 약 0.5% 산소 가스를 사용하여, 75 μL의 반응성 혼합물을 FC 내로 투입하였다. 이어서, BC를 FC 상에 배치하였다. 8개의 렌즈 금형 조립체가 담긴 팰릿(pallet)을 6 mW/㎠의 세기를 갖는 435 nm 라이트를 사용하여 60℃ 또는 70℃에서 10분 동안 조사하였다. 광원은 팰릿 위로 약 2 인치에 있었다. 렌즈는 광에 대한 임의의 추가의 노출로부터 보호된 상태로 저장되고, 나중에 탈형 및 수화될 수 있다.
황색 조명등 하에서 작업하고, (예를 들어, 알루미늄 포일로 용기를 감싸는 것에 의해) 광에 대한 일반적인 노출을 제한하여, 렌즈들을 대부분의 렌즈들이 FC에 부착된 상태로 수동으로 탈형시키고, 약 64개의 렌즈들을 약 1시간 또는 2시간 동안, 때때로 하룻밤 약 1 리터의 70% IPA 중에 떠 있게 하여 이형시킨 후에, 70% IPA로 2회 세척하고, 탈이온수로 2회 세척하고, 마지막으로 후속 그래프팅 실험을 위하여 냉장고에서 알루미늄 포일로 덮은 용기 내의 탈이온수 중에 저장하였다. 각각의 세척 단계는 약 30분간 지속되었다. 당업자는 정확한 렌즈 이형 공정은 아이소프로판올 수용액의 농도, 각각의 용매에 의한 세척 횟수, 및 각각의 단계의 지속기간에 관하여, 렌즈 제형 및 금형 재료에 따라 달라질 수 있음을 인식한다. 렌즈 이형 공정의 목적은, 결함 없이 모든 렌즈를 이형시키고, 희석제 팽윤된 네트워크로부터 탈이온수 또는 패키징 용액 팽윤된 하이드로겔로 이행시키는 것이다. 렌즈를 적어도 24시간 동안 붕산염 완충 패킹 용액 중에서 평형화시키고, 바이알 내로 옮기고, 후속으로 122℃에서 30분 동안 오토클레이빙함으로써 멸균하였다. 멸균 렌즈의 물리적 특성 및 기계적 특성을 측정하였으며, 이는 표 2에 열거되어 있다.
[표 1]
Figure pct00086
[표 2]
Figure pct00087
실시예 1 내지 실시예 3의 하이드로겔(본 발명의 가교결합된 기재 네트워크를 나타냄)을 하기 그래프팅 실험에서 사용하였다. 이들 기재 네트워크를 암소에 저장하였다. 실시예 1 내지 실시예 3의 직경 및 물 함량을 사용하여, 그래프팅된 하이드로겔의 직경 및 물 함량의 % 변화를 계산하였다.
실시예 4 내지 실시예 27
일반적으로, 질소 가스 분위기와 0.2% 미만의 산소 가스를 갖는 글로브 박스에서, 100 mL 유리 자르(glass jar) 내에서 반응성 단량체 혼합물(본 발명의 제2 반응성 조성물을 나타냄) 1 내지 5 mL당 1개의 렌즈의 농도로 반응성 단량체 혼합물 중에 렌즈를 부유시켜 그래프팅 실험을 수행하였다. 부유액을 먼저 진공(약 40 torr)을 사용하여 15 내지 30분 동안 탈기시키고, 이어서 질소 가스 에어레이션(aeration)으로 퍼지하고, 자르의 뚜껑을 덮고, 이어서 그들의 내용물을 진탕조 상에서 60 내지 65℃에서 약 90분 동안 평형화시켰다. 뚜껑을 투명한 플라스틱 커버로 교체하고, 자르를 TLO3 라이트(파장 380 내지 470 nm; 피크 420 nm)로 조사하였다. 조사 후에, 렌즈를 꺼내고 70% (v/v) IPA 수용액 중에서 2회, 탈이온수로 2회, 그리고 붕산염 완충 패킹 용액으로 2회 세척하였다. 렌즈를 바이알 내에 저장하였다. 약 2일의 평형화 후에, 렌즈를 검사하고, 122℃에서 30분 동안 오토클레이빙하여 멸균하였다. 멸균 렌즈의 물리적 특성 및 기계적 특성을 측정하였다.
일부 실험에서는, 광원과 조사되는 자르 사이에 1 내지 6장의 종이(버크셔(Berkshire) DUR670)를 넣음으로써 광 세기를 감소시켰다. 모든 실험에 대해, 실제의 광 세기를 ITL 1400 방사계로 측정하였으며, 때로는, 변동이 검출되는 경우 범위로서 기록하였다.
표 3은 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 렌즈 상에 그래프팅된 중합체 네트워크를 생성하기 위해 사용되는 다양한 반응성 단량체 혼합물 및 그래프팅 조건을 열거한다. mPEG950 거대단량체를 환류 중인 다이에틸 에테르 중에 용해시키고 4℃로 냉각 시에 결정화하여 억제제를 제거함으로써 정제하였다. 표 4 내지 표 6은 그러한 그래프팅된 네트워크로부터 제조된 콘택트 렌즈의 물리적 특성 및 기계적 특성을 열거한다.
그래프팅된 중합체 네트워크의 형성은, 그래프팅 반응성 단량체 혼합물 중의 단량체들의 친수성 또는 소수성에 따라 렌즈 건조 중량 획득, 렌즈 직경 증가, 및 물 함량 및 산소 투과성(Dk)의 변화와 일치하였다. 실시예 4, 실시예 5, 및 실시예 10은 각각 2,773(±30) ㎍/렌즈, 2,806(±16) ㎍/렌즈, 및 2,231(±31) ㎍/렌즈의 라이소자임 흡수량을 나타내었고, 실시예 5 및 실시예 10은 각각 71.2% 및 64.4%의 PQ1 흡수율을 나타내었는데, 이는 카르복실산 단량체의 그래프팅에 기인한다. 실시예 4의 그래프팅 반응성 단량체 혼합물은 가교결합제를 포함하였다.
[표 3]
Figure pct00088
[표 4]
Figure pct00089
[표 5]
Figure pct00090
[표 6]
Figure pct00091
실시예 27 내지 실시예 31
표 7에 열거된 반응성 성분들을 혼합함으로써 반응성 단량체 혼합물을 형성하였다. 이들 제형을 3 μm 필터를 통해 여과하고 탈기시켰다. 질소 가스 분위기 및 0.2% 미만의 산소 가스를 갖는 글로브 박스에서, 약 75 내지 100 μL의 반응성 혼합물을 실온에서 에펜도르프(Eppendorf) 피펫을 사용하여 FC 내로 투입하였다. 이어서, BC를 FC 상에 배치하였다. 투입 전에 금형을 글로브 박스 내에서 최소 12시간 동안 평형화시켰다. 약 4개의 팰릿이 담겨 있고, 각각의 팰릿에는 8개의 렌즈 금형 조립체가 담긴 플레이트를 65℃로 유지된 인접한 글로브 박스 내로 옮기고, 4 mW/㎠의 세기를 갖는 435 nm 라이트를 사용하여 렌즈를 상부로부터 15분 동안 경화시켰다. 광원은 트레이 위로 약 6 인치에 있었다.
황색 조명등 하에서 작업하고, (예를 들어, 알루미늄 포일로 용기를 감싸는 것 등에 의해) 추가의 광 노출에 대한 일반적인 노출을 제한하여, 렌즈들을 대부분의 렌즈들이 FC에 부착된 상태로 수동으로 탈형시키고, 약 64개의 렌즈들을 약 1시간 또는 2시간 동안, 때때로 하룻밤 약 1 리터의 70% IPA 중에 떠 있게 하여 이형시킨 후에, 70% IPA로 2회 세척하고, 탈이온수로 2회 세척하고, 마지막으로 냉장고에서 알루미늄 포일로 덮은 용기 내의 탈이온수 중에 저장하였다. 각각의 세척 단계는 약 30분간 지속되었다. 일부 렌즈들을 적어도 24시간 동안 붕산염 완충 패킹 용액 중에서 평형화시키고, 바이알 내로 옮기고, 후속으로 122℃에서 30분 동안 오토클레이빙함으로써 멸균하였다. 멸균 렌즈의 물리적 특성 및 기계적 특성을 측정하였으며, 이는 표 8에 열거되어 있다.
질소 가스 분위기 및 0.2% 미만의 산소 가스를 갖는 글로브 박스에서, 실시예 27로부터의 렌즈를 1개의 렌즈/2 mL의 반응성 단량체 혼합물의 농도로 100 mL 유리 자르 내에서 부유시켰다. 반응성 단량체 혼합물은 50:50 (v/v) 프로필렌 글리콜:탈이온수 용액 중 5% (v/v) HEMA, 0.5% (v/v) MAA, 및 0.05% (v/v) EGDMA의 용액이었다. 부유액을 먼저 진공(약 40 torr)을 사용하여 15 내지 30분 동안 탈기시키고, 이어서 질소 가스 에어레이션으로 퍼지하고, 자르의 뚜껑을 덮고, 이어서 그들의 내용물을 진탕조 상에서 60℃에서 90 내지 120분 동안 평형화시켰다. 뚜껑을 투명한 플라스틱 커버로 교체하고, 자르를 종이 필터를 사용하여 TLO3 라이트로 조사하여 세기를 0.107 mW/㎠로 감소시켰다. 15분(실시예 28), 30분(실시예 29), 45분(실시예 30), 및 60분(실시예 31) 후에 자르를 꺼내어서 그래프팅 속도를 모니터링하였다. 조사 후에, 렌즈를 꺼내고 70% (v/v) IPA 수용액 중에서 2회, 탈이온수로 2회, 그리고 붕산염 완충 패킹 용액으로 2회 세척하였다. 렌즈를 바이알 내에 저장하였다. 약 2일의 평형화 후에, 렌즈를 검사하고, 122℃에서 30분 동안 오토클레이빙하여 멸균하였다. 멸균 렌즈의 물리적 특성 및 기계적 특성을 측정하였으며, 이는 표 8에 열거되어 있다.
[표 7]
Figure pct00092
[표 8]
Figure pct00093
그래프팅된 네트워크의 형성은 그래프팅 시간의 함수로서의 렌즈 건조 중량, 렌즈 직경, 물 함량, 라이소자임 흡수, 및 PQ1 흡수율의 증가뿐만 아니라 에지 보정된 Dk 및 세실 드롭 습윤성의 하향 경향과 일치하였다.
실시예 32
표 9에 열거된 반응성 성분들을 혼합함으로써 반응성 단량체 혼합물을 형성하였다. 이 제형을, 가열되거나 가열되지 않은 스테인리스 강 또는 유리 시린지를 사용하여 3 μm 필터를 통해 여과하고, 주위 온도에서 약 10분 동안 진공(약 40 mmHg)을 인가함으로써 탈기시켰다. 질소 가스 분위기 및 약 0.2% 산소 가스를 사용하여, 75 μL의 반응성 혼합물을 FC 내로 투입하였다. 이어서, BC를 FC 상에 배치하였다.
약 4개의 팰릿이 담겨 있고, 각각의 팰릿에는 8개의 렌즈 금형 조립체가 담긴 플레이트를 60 내지 65℃로 유지된 인접한 글로브 박스 내로 옮기고, 4 mW/㎠의 세기를 갖는 435 nm LED를 사용하여 렌즈를 상부로부터 12분 동안 경화시켰다. 광원은 트레이 위로 약 6 인치에 있었다. 렌즈를 광에 대한 임의의 추가의 노출로부터 보호된 상태로 저장하고, 나중에 탈형 및 수화하였다.
황색 조명등 하에서 작업하고, (예를 들어, 알루미늄 포일로 용기를 감싸는 것에 의해) 광에 대한 일반적인 노출을 제한하여, 렌즈들을 대부분의 렌즈들이 FC에 부착된 상태로 수동으로 탈형시키고, 약 64개의 렌즈들을 약 1시간 또는 2시간 동안 약 1 리터의 70% IPA 중에 떠 있게 하여 이형시킨 후에, 70% IPA로 2회 세척하고, 탈이온수로 2회 세척하고, 마지막으로 후속 그래프팅 실험을 위하여 냉장고에서 커버된 용기 내의 탈이온수 중에 저장하였다. 각각의 세척 단계는 약 30분간 지속되었다. 1일의 평형화 후에, 렌즈를 검사하고, 122℃에서 30분 동안 오토클레이빙하여 멸균하였다. 렌즈를 멸균 후 3일 내지 4일 평형화시키고, 이어서 멸균 렌즈의 물리적 특성 및 기계적 특성을 측정하였다. 당업자는 정확한 렌즈 이형 공정은 아이소프로판올 수용액의 농도, 각각의 용매에 의한 세척 횟수, 및 각각의 단계의 지속기간에 관하여, 렌즈 제형 및 금형 재료에 따라 달라질 수 있음을 인식한다. 렌즈 이형 공정의 목적은, 결함 없이 모든 렌즈를 이형시키고, 희석제 팽윤된 네트워크로부터 탈이온수 또는 패키징 용액 팽윤된 하이드로겔로 이행시키는 것이다.
100 mL 유리 자르 내에서 50:50 (v/v) 1,2-프로필렌 글리콜 수용액의 0.05% (w/v) 메타크릴산 용액 50 mL 중에 25개의 렌즈를 부유시키고, 감압(약 40 mmHg) 하에서 15분 동안 탈기시키고, 질소 가스 에어레이션으로 퍼지하였다. 자르를 캡핑하고, 0.2% 미만의 산소 가스를 갖는 질소 가스 분위기 및 64℃의 온도를 갖는 글로브 박스 내로 옮기고 90분 동안 진탕기(180 rpm) 상에서 평형화시켰다. 이때, 부유액의 온도는 55℃였다. 뚜껑을 투명한 플라스틱 커버로 교체하고, 여전히 진탕하면서 2 mW/㎠의 세기를 갖는 420개의 LED를 사용하여 부유액을 상부로부터 35분 동안 조사하였다. 조사 후에, 렌즈를 꺼내고 탈이온수로 2회, 그리고 붕산염 완충 패킹 용액으로 2회 세척하였다. 렌즈를 바이알 내에 저장하였다. 1일의 평형화 후에, 렌즈를 검사하고, 122℃에서 30분 동안 오토클레이빙하여 멸균하였다. 렌즈를 멸균 후 3일 내지 4일 평형화시키고, 이어서 멸균 렌즈의 물리적 특성 및 기계적 특성을 측정하였다. 표 10은 그래프팅된 렌즈 및 비-그래프팅된 렌즈의 물리적 특성 및 기계적 특성을 열거한다.
[표 9]
Figure pct00094
[표 10]
Figure pct00095
그래프팅된 네트워크의 형성은 수화 시의 렌즈 건조 중량 및 평형 물 함량의 증가뿐만 아니라 세실 드롭 습윤성의 감소와 일치하였다. 그래프팅 메타크릴산이 또한 렌즈의 기계적 특성을 변화시켰다.
실시예 33
표 11에 열거된 반응성 성분들을 혼합함으로써 반응성 단량체 혼합물을 형성하였다. 이 제형을, 가열되거나 가열되지 않은 스테인리스 강 또는 유리 시린지를 사용하여 3 μm 필터를 통해 여과하고, 주위 온도에서 약 10분 동안 진공(약 40 mmHg)을 인가함으로써 탈기시켰다. 질소 가스 분위기 및 약 0.2% 산소 가스를 사용하여, 75 μL의 반응성 혼합물을 FC 내로 투입하였다. 이어서, BC를 FC 상에 배치하였다.
약 4개의 팰릿이 담겨 있고, 각각의 팰릿에는 8개의 렌즈 금형 조립체가 담긴 플레이트를 60 내지 65℃로 유지된 인접한 글로브 박스 내로 옮기고, 4.5 mW/㎠의 세기를 갖는 435 nm 라이트를 사용하여 렌즈를 상부 및 하부로부터 15분 동안 경화시켰다. 광원은 트레이 위로 약 6 인치에 있었다. 렌즈를 광에 대한 임의의 추가의 노출로부터 보호된 상태로 저장하고, 나중에 탈형 및 수화하였다.
황색 조명등 하에서 작업하고, (예를 들어, 알루미늄 포일로 용기를 감싸는 것에 의해) 광에 대한 일반적인 노출을 제한하여, 렌즈들을 대부분의 렌즈들이 FC에 부착된 상태로 수동으로 탈형시키고, 약 64개의 렌즈들을 약 1시간 또는 2시간 동안 약 1 리터의 70% IPA 중에 떠 있게 하여 이형시킨 후에, 70% IPA로 2회 세척하고, 탈이온수로 2회 세척하고, 마지막으로 후속 그래프팅 실험을 위하여 냉장고에서 커버된 용기 내의 탈이온수 중에 저장하였다. 각각의 세척 단계는 약 30분간 지속되었다. 당업자는 정확한 렌즈 이형 공정은 아이소프로판올 수용액의 농도, 각각의 용매에 의한 세척 횟수, 및 각각의 단계의 지속기간에 관하여, 렌즈 제형 및 금형 재료에 따라 달라질 수 있음을 인식한다. 렌즈 이형 공정의 목적은, 결함 없이 모든 렌즈를 이형시키고, 희석제 팽윤된 네트워크로부터 탈이온수 또는 패키징 용액 팽윤된 하이드로겔로 이행시키는 것이다.
100 mL 유리 자르 내에서 50:50 (w/v) 1,2-프로필렌 글리콜 수용액의 5% (w/v) mPEG475 용액 50 mL 중에 25개의 렌즈를 부유시키고, 감압(약 40 mmHg) 하에서 20분 동안 탈기시키고, 질소 가스 에어레이션으로 퍼지하였다. 자르를 캡핑하고, 0.2% 미만의 산소 가스를 갖는 질소 가스 분위기 및 64 내지 65℃의 온도를 갖는 글로브 박스 내로 옮기고 90분 동안 진탕기(180 rpm) 상에서 평형화시켰다. 이때, 부유액의 온도는 54 내지 55℃였다. 뚜껑을 투명한 플라스틱 커버로 교체하고, 여전히 진탕하면서 1.45 mW/㎠의 세기를 갖는 420개의 LED를 사용하여 부유액을 상부로부터 40분 동안 조사하였다. 조사 후에, 렌즈를 꺼내고 탈이온수로 2회, 그리고 붕산염 완충 패킹 용액으로 2회 세척하였다. 렌즈를 바이알 내에 저장하였다. 1일의 평형화 후에, 렌즈를 검사하고, 122℃에서 30분 동안 오토클레이빙하여 멸균하였다. 렌즈를 멸균 후 3일 내지 4일 평형화시키고, 이어서 멸균 렌즈의 물리적 특성을 측정하였다. 표 12는 그래프팅된 렌즈 및 비-그래프팅된 렌즈의 물리적 특성을 열거한다.
[표 11]
Figure pct00096
[표 12]
Figure pct00097
그래프팅된 네트워크의 형성은 렌즈 건조 중량, 수화된 렌즈 직경 및 평형 물 함량의 증가와 일치하였다.
실시예 34
14.25 그램의 nBMA, 75 밀리그램의 EGDMA, 및 75 밀리그램의 CGI 819의 반응성 단량체 혼합물을 제조하고, 진공(약 40 mmHg) 하에서 15분 동안 탈기시켰다. 질소 가스 분위기 및 약 0.2% 산소 가스에서, 100 μL의 반응성 혼합물을 FC 내로 투입하였다. 이어서, BC를 FC 상에 배치하였다. 약 4개의 팰릿이 담겨 있고, 각각의 팰릿에는 8개의 렌즈 금형 조립체가 담긴 플레이트를 60℃로 유지된 인접한 글로브 박스 내로 옮기고, 14 mW/㎠의 세기를 갖는 435 nm 라이트를 사용하여 렌즈를 상부 및 하부로부터 15분 동안 경화시켰다. 광원은 트레이 위로 약 6 인치에 있었다. 렌즈를 기계적으로 이형시키고, 30개의 렌즈를 DMF 중에서 팽윤시켜 잔류 단량체 및 개시제를 제거하였다. DMF를 새로운 DMF로 1회 교환하였다.
3 그램의 DMA, 3 밀리그램의 플루오레세인 아크릴아미드[N-(3',6'-다이하이드록시-3-옥소-3H-스피로[아이소벤조푸란-1,9'-잔텐]-5-일)아크릴아미드], 및 27 g의 DMF를 혼합함으로써 그래프팅 용액을 제조하였다. 자르 내에서 이러한 그래프팅 용액 중에 5개의 렌즈를 부유시키고, 진공(약 40 mmHg) 하에서 25분 동안 탈기시켰다. 자르를 65℃로 예열된 글로브 박스 내로 옮기고, 1시간 동안 평형화되게 한 후, 3 mW/㎠의 세기를 갖는 TLO3 전구에 의해 위로부터 조사하였다. 자르를 조사 동안 85 rpm으로 와동시켰다.
그래프팅된 렌즈를 아세톤 중에 액침하여 하룻밤 DMF를 제거하였다. 이어서, 그래프팅된 렌즈를 새로운 아세톤 중에 1시간 동안 액침하고, 부유액으로부터 꺼내고, 실온에서 1시간 동안 진공 건조시켰다. 동일한 DMF 팽윤 및 아세톤 교환 처리 및 진공 건조 사이클을 통해 7개의 비-그래프팅된 렌즈를 동시에 얻었다. 이어서, 비-그래프팅된 렌즈를 60℃에서 3시간 동안 추가로 진공 건조시켰다. 그래프팅된 렌즈 및 비-그래프팅된 렌즈를 칭량하고 평균을 계산하였다. 그래프팅된 렌즈는 비-그래프팅된 렌즈에 비해 32 중량%의 건조 중량 증가를 나타내었다.
후속으로, 건조된 렌즈를 자르 내에서 약 500 mL의 붕산염 완충 패킹 용액 중에 부유시키고 하룻밤 롤링하였다. 수화된 그래프팅된 렌즈 및 수화된 비-그래프팅된 렌즈를 칭량하고 평균을 계산하였다. 그래프팅된 렌즈는 균일하게 황색이었으며, 자르 내의 붕산염 완충 패킹 용액 중에 저장하였다. 수화된 그래프팅된 렌즈는 비-그래프팅된 렌즈보다 상당히 더 많은 물을 흡수하였다. 수화된 그래프팅된 렌즈의 물 함량은 18 중량%인 반면, 수화된 비-그래프팅된 렌즈의 물 함량은 0.6 중량%였다. 그래프팅된 네트워크의 형성은 렌즈 건조 중량 및 평형 물 함량의 증가와 일치하였다.
수화된 그래프팅된 렌즈를 스테이지 상에 놓고, 자이스(Zeiss) LSM 700 시리즈 공초점 형광 현미경을 사용하여 공초점 형광 현미경법을 거쳤다. 여기 파장은 488 nm(2.0% 레이저 출력) 및 555 nm(2.0% 레이저 출력)였고; 방출 파장은 약 512 nm였고; 스캔 면적은 128 × 128 마이크로미터였고, Z 스텝 폭은 0.5 마이크로미터였다. 공초점 현미경법은 그래프팅된 렌즈 전체에 걸쳐 균일한 형광을 나타내었는데, 이는 본 실험에 사용된 그래프팅 조건 하에서 전체 렌즈에 걸쳐 랜덤하게 그리고 동일하게 분포되어 일어나는 그래프팅 반응과 일치한다.
실시예 35
표 13에 열거된 반응성 성분들을 혼합함으로써 반응성 단량체 혼합물을 형성하였다. 이 제형을, 가열되거나 가열되지 않은 스테인리스 강 또는 유리 시린지를 사용하여 3 μm 필터를 통해 여과하고, 주위 온도에서 약 10분 동안 진공(약 40 mmHg)을 인가함으로써 탈기시켰다. 질소 가스 분위기 및 약 0.2% 산소 가스를 사용하여, 75 μL의 반응성 혼합물을 FC 내로 투입하였다. 이어서, BC를 FC 상에 배치하였다.
약 4개의 팰릿이 담겨 있고, 각각의 팰릿에는 8개의 렌즈 금형 조립체가 담긴 플레이트를 50 내지 60℃로 유지된 인접한 글로브 박스 내로 옮기고, 5.25 mW/㎠의 세기를 갖는 435 nm LED를 사용하여 렌즈를 상부 및 하부로부터 15분 동안 경화시켰다. 광원은 트레이 위로 약 6 인치에 있었다. 렌즈를 광에 대한 임의의 추가의 노출로부터 보호된 상태로 저장하고, 나중에 탈형 및 수화하였다.
황색 조명등 하에서 작업하고, (예를 들어, 알루미늄 포일로 용기를 감싸는 것에 의해) 광에 대한 일반적인 노출을 제한하여, 렌즈들을 대부분의 렌즈들이 FC에 부착된 상태로 수동으로 탈형시키고, 약 32개의 렌즈들을 하룻밤 약 500 mL의 70% IPA 중에 떠 있게 하고 롤링하여 이형시킨 후에, 70% IPA로 2회 세척하고, 25% IPA로 2회 세척하고, 탈이온수로 3회 세척하고, 마지막으로 후속 그래프팅 실험을 위하여 냉장고에서 커버된 용기 내의 탈이온수 중에 저장하였다. 각각의 세척 단계는 약 30분간 지속되었다. 당업자는 정확한 렌즈 이형 공정은 아이소프로판올 수용액의 농도, 각각의 용매에 의한 세척 횟수, 및 각각의 단계의 지속기간에 관하여, 렌즈 제형 및 금형 재료에 따라 달라질 수 있음을 인식한다. 렌즈 이형 공정의 목적은, 결함 없이 모든 렌즈를 이형시키고, 희석제 팽윤된 네트워크로부터 탈이온수 또는 패키징 용액 팽윤된 하이드로겔로 이행시키는 것이다.
100 mL 유리 자르 내에서 50:50 (w/v) TPME 수용액 중 플루오레세인 아크릴아미드[N-(3',6'-다이하이드록시-3-옥소-3H-스피로[아이소벤조푸란-1,9'-잔텐]-5-일)아크릴아미드]의 1000 ppm 용액 50 mL 중에 약 10개의 렌즈를 부유시키고, 감압(약 40 mmHg) 하에서 20분 동안 탈기시키고, 질소 가스 에어레이션으로 퍼지하였다. 자르를 캡핑하고, 0.2% 미만의 산소 가스를 갖는 질소 가스 분위기 및 60℃의 온도를 갖는 글로브 박스 내로 옮기고 약 90분 동안 진탕기 상에서 평형화시켰다. 뚜껑을 투명한 플라스틱 커버로 교체하고, 여전히 진탕하면서 약 4 mW/㎠의 세기를 갖는 TLO3 전구를 사용하여 부유액을 상부로부터 약 25분 동안 조사하였다. 조사 후에, 렌즈를 꺼내고 70% IPA로 4회, 탈이온수로 3회, 그리고 붕산염 완충 패킹 용액으로 2회 세척하였다. 그래프팅된 렌즈는 균일하게 황색이었으며, 자르 내의 붕산염 완충 패킹 용액 중에 저장하였다.
수화된 그래프팅된 렌즈를 스테이지 상에 놓고, 자이스 LSM 700 시리즈 공초점 형광 현미경을 사용하여 공초점 형광 현미경법을 거쳤다. 여기 파장은 488 nm 및 555 nm였고; 방출 파장은 약 512 nm였고; 스캔 면적은 128 × 128 마이크로미터였고, Z 스텝 폭은 0.5 마이크로미터였다. 샘플 내의 발색단의 농도에 따라 레이저 출력을 조정하였는데, 전형적으로 0.1% 내지 15% 레이저 출력이었다. 공초점 현미경법은 그래프팅된 렌즈 전체에 걸쳐 균일한 형광을 나타내었는데, 이는 전체 렌즈에 걸쳐 랜덤하게 그리고 동일하게 분포되어 일어나는 그래프팅 반응과 일치한다.
[표 13]
Figure pct00098
실시예 36
본 실시예는 아조퍼에스테르 자유 라디칼 중합 개시제에 기반하였는데, 여기서는 제1 활성화 모드는 조사이고, 제2 모드는 열이었다. 상세하게는, tert-부틸 7-메틸-7-(tert-부틸아조)퍼옥시옥타노에이트를 문헌[Macromolecules 2003, 36, 3821-3825]에 기재된 바와 같이 그리고 하기 반응도식에 개략적으로 나타낸 바와 같이 합성하였다:
Figure pct00099
모든 NMR 스펙트럼(500 ㎒)은 달리 명시되지 않는 한 CDCl3 중에서 실시되었다. 모든 화학적 이동은 TMS로부터의 ppm이다. 모든 시약 및 용매를 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)로부터 구매하고, 추가의 정제 없이 사용하였다. tert-부틸 7-메틸-7-(tert-부틸아조)퍼옥시옥타노에이트를 사용하여, 자외선 조사에 의해 공유 결합된 퍼옥시에스테르 기를 갖는 가교결합된 기재 네트워크를 제조하고, 이어서 공유 결합된 퍼옥시에스테르 기를 사용하여, 열 유도 자유 라디칼 중합에 의해 그래프팅된 중합체 네트워크를 형성하였다.
tert-부틸 6-브로모헥사노에이트(B): 무수 DCM(100 mL) 중 무수 tert-부탄올(31.29 mL, 0.586 mol) 및 트라이에틸아민의 교반된 용액에, 0℃에서 6-브로모헥사노일 클로라이드(25.00 g, 0.117 mol)를 적가하고, 반응 혼합물을 실온에서 하룻밤 교반하였다. 완료 시에, 물(100 mL)을 첨가하고, DCM(2 × 50 mL)으로 추출하였다. 합한 유기 추출물을 NaHCO3 수용액(2 × 25 mL), 염수(25 mL)로 세척하고, Na2SO4로 건조시키고, 여과하고, 농축시켰다. 조 생성물(crude product)을 실리카-겔 컬럼에 통과시키고 헥산 중 10% 에틸 아세테이트로 용리하여, 투명한 오일로서 (B)를 71% 수율로 수득하였다. 1H NMR (500 ㎒, CDCl3): 3.36-3.42 (t, 2H), 2.18-2.24 (t, 2H), 1.80-1.91 (m, 2H), 1.54-1.66 (m, 2H), 1.37-1.50 (m, 11H).
tert -부틸 6-요오도헥사노에이트(C): tert-부틸 6-브로모헥사노에이트(8.00 g, 31.9 mmol)를 아세톤(50 mL) 중에 용해시키고, NaI(4.78 g, 31.9 mmol)를 첨가하고, 혼합물을 암소에서 질소 하에서 10시간 동안 환류하였다. 이어서, 용매를 제거하고, 조 생성물을 다이에틸 에테르(50 mL) 중에 흡수시키고, 여과하여 NaBr을 제거하였다. 용매를 감압 하에서 증발시키고, 조 생성물을 실리카-겔 컬럼에 통과시키고 헥산 중 5% 에틸 아세테이트로 용리하여, 투명한 오일로서 (C)를 98% 수율로 수득하였다. 1H NMR (500 ㎒, CDCl3): 3.16-3.21 (t, 2H), 2.19-2.25 (t, 2H), 1.78-1.89 (m, 2H), 1.54-1.66 (m, 2H), 1.36-1.47 (m, 11H).
아세톤 tert -부틸 하이드라진(E): tert-부틸 하이드라진 하이드로클로라이드(25.80 g, 207.1 mmol), 수산화칼륨(26.10 g, 465.2 mmol) 및 아세톤(26.10 g, 449.4 mmol)을 함께 혼합하고, 질소 하에서 실온에서 3시간 동안 교반하였다. 완료 시에, 상층액 액체를 다른 플라스크 내로 따라내고, 남아 있는 액체를 감압 하에서 조심스럽게 제거하고, 잔류물을 60℃ (76.0 mmHg)에서 증류에 의해 정제하여, 투명한 오일로서 (E)를 71% 수율로 수득하였다. 1H NMR (500 ㎒, CDCl3): 1.91 (s, 3H), 1.70 (s, 3H), 1.16 (m, 9H).
tert -부틸 7-메틸-7-( tert- 부틸아조)옥타노에이트(F): -78℃에서 THF(20 mL) 중 아세톤 tert-부틸 하이드라존(1.0 g, 7.8 mmol)의 용액에 MeLi(8.2 mmol, 헥산 중 1.5 M 5.1 mL)를 첨가하였다. 용액을 -78℃에서 1.5시간 동안 교반한 후에, HMPA(1.4 g, 7.8 mmol)를 첨가하고; 이어서, THF(5 mL) 중 tert-부틸 6-요오도헥사노에이트(2.4 g, 8.0 mmol)의 용액을 첨가하였다. 용액을 -78℃에서 추가 30분 동안 교반하고, 실온으로 서서히 가온하고, 3시간 더 교반하였다. 에테르(40 mL)를 첨가하고, 유기 용액을 물 및 이어서 염수로 세척하였다. Na2SO4로 건조시키고 여과한 후에, 용매를 회전 증발에 의해 제거하였다. 실리카 겔(에틸 아세테이트-헥산, 1:20) 상에서의 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 생성물(F)(1.2 g, 52%)을 얻었다. 1H NMR: 1.07 (s, 6H), 1.14 (s, 9H), 1.15-1.30 (m, 4H), 1.43 (s, 9H), 1.50-1.62 (m, 4H), 2.15-2.21 (t, 2H).
7-메틸-7-( tert- 부틸아조)옥탄산(G): tert-부틸 7-메틸-7-(tert-부틸아조)옥타노에이트(2.00 g, 67.01 mmol)를 0℃에서 TFA:DCM(1:1, 25 mL) 중에 용해시키고, 동일한 온도에서 15분 동안 교반한 후, 실온에서 1 내지 2시간 동안 교반하였다. 완료 시에, 용매를 제거하고, 조 생성물을 실리카-겔 컬럼에 의해 정제하고 헥산 중 10% 에틸 아세테이트로 용리하여, 투명한 오일로서 (G)를 99% 수율로 수득하였다. 1H NMR (500 ㎒, CDCl3): 1.07 (s, 6H), 1.14 (s, 9H), 1.18-1.39 (m, 4H), 1.57-1.65 (m, 4H), 2.30-2.36 (t, 2H).
tert -부틸 7-메틸-7-( tert- 부틸아조)퍼옥시옥타노에이트(H): 무수 THF(5 mL) 중 7-메틸-7-(tert-부틸아조)옥탄산(1.40 g, 5.69 mmol)의 용액에, 무수 THF(15 mL) 중 1,1'-카르보닐다이이미다졸(1.20 g, 7.40 mmol)의 용액을 서서히 첨가하고, 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반하고, 이어서 0℃ (빙조)로 냉각시키고, 이후에 tert-부틸 하이드로퍼옥사이드(0.821 g, 9.11 mmol)를 첨가하고, 질소 하에서 실온에서 6시간 동안 교반하였다. 완료 시에, 다이에틸 에테르(50 mL)를 반응 혼합물에 첨가하고, 이것을 30분 더 교반하였다. 이어서, 반응 혼합물을 10% NaOH(25 mL) 및 물(50 mL)로 세척하고, Na2SO4로 건조시키고, 여과하고, 감압 하에서 농축시켜 조 오일을 수득하였으며, 이것을 실리카-겔 컬럼으로 정제하고 헥산 중 5% 에틸 아세테이트로 용리하여, 투명한 오일로서 (H)를 75% 수율로 수득하였다. 1H NMR (500 ㎒, CDCl3): 1.05 (s, 6H), 1.12 (s, 9H), 1.15-1.34 (m, 4H), 1.30 (s, 9H), 1.54-1.67 (s, 4H), 2.24-2.30 (t, 2H).
55 밀리그램(0.18 mmol)의 화합물(H)을 둥근바닥 플라스크 내에서 9.95 그램(32.9 mmol)의 TEGDA 중에 용해시키고, 진공(약 1 mmHg) 하에서 15분 동안 탈기시켰다. 진공을 질소 가스로 해제시키고, 플라스크를 60℃ 및 0 내지 0.2% 산소 가스에서의 광경화를 위해 셋업된 글로브 박스 내로 옮겼다. 약 100 마이크로리터의 이 반응성 혼합물을 팰릿 내의 각각의 FC에 첨가하였다. 각각의 팰릿은 8개의 FC를 보유하였다. 석영 플레이트를 팰릿의 상부에 놓아서 FC를 정위치에 유지하였다. 석영 플레이트 위로 3 인치에 위치된 UVA 램프(312 nm에서 피크 출력 및 팰릿 위치에서 3.7 mW/㎠의 세기를 갖는 P339 전구)를 사용하여 반응성 혼합물을 2시간 동안 조사하였다. 렌즈-유사 플러그를 자르 내의 100 mL의 DMF 중에 넣고, 자르를 롤러 상에 놓고 주말에 걸쳐 롤링하였다. 렌즈를 DMF 중에 저장하였다.
10개의 렌즈-유사 플러그를 DMF 부유액으로부터 꺼내고, 20 mL의 DMA 및 80 mL의 DMF가 담겨 있고 응축기, 자석 교반 막대, 격막, 질소 가스 입구, 및 응축기 상부에 있는 질소 가스 출구를 구비한 250 mL 3구 둥근바닥 플라스크 내로 옮겼다. 렌즈-유사 플러그를 2시간 동안 교반하였으며, 마지막 1시간 동안에는 질소 가스 퍼지를 동반하였다. 렌즈-유사 플러그 부유액을 5시간 동안 130℃로 가열하고, 실온으로 냉각되게 하였다.
그래프팅된 렌즈-유사 플러그를 500 mL의 아세톤이 담긴 자르 내로 옮겨서 미반응 단량체 및 용매를 추출하였다. 약 24시간 후에, 아세톤을 새로운 아세톤으로 교체하였다. 그래프팅된 렌즈-유사 플러그를 아세톤 중에 저장하였다.
열 유도 자유 라디칼 중합 없이 동일한 용매 처리를 통해 비개질된 렌즈-유사 플러그를 얻었다. 이들 비개질된 렌즈-유사 플러그 및 그래프팅된 렌즈-유사 플러그 둘 모두를 진공 오븐(1 mmHg 미만) 내에서 60℃에서 하룻밤 진공 건조시켰다. 5개의 비개질된 렌즈-유사 플러그를 분석용 저울 상에서 칭량하였으며, 이들의 중량은 합하여 0.1095 그램이었다. 5개의 그래프팅된 렌즈-유사 플러그를 분석용 저울 상에서 칭량하였으며, 이들의 중량은 합하여 0.1138이었는데, 이는 비개질된 렌즈-유사 플러그에 비해 3.9 중량%의 질량 증가를 나타낸다. 130℃에서의 그래프팅 반응이 5시간 대신에 17시간 동안 지속되는 것을 제외하고는 상기 실험을 반복하였다. 그러한 경우에, 그래프팅된 렌즈는 비개질된 렌즈-유사 플러그에 비해 6.6 중량%의 질량 증가가 관찰되었다.

Claims (18)

  1. 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 형성되는, 중합체 조성물:
    (a) (i) 제1 활성화 시에, 2개 이상의 자유 라디칼 기를 형성할 수 있고, 이들 중 적어도 하나는 후속 활성화에 의해 추가로 활성화가능한, 중합 개시제; (ii) 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물; 및 (iii) 가교결합제를 함유하는 제1 반응성 조성물을 제공하는 단계;
    (b) 상기 제1 반응성 조성물을 제1 활성화 단계를 거치게 하여, 상기 제1 반응성 조성물이 중합되어, 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제를 함유하는 가교결합된 기재 네트워크(crosslinked substrate network)를 형성하도록 하는 단계;
    (c) 상기 가교결합된 기재 네트워크를 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물을 함유하는 제2 반응성 조성물과 배합하는 단계; 및
    (d) 상기 가교결합된 기재 네트워크의 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제를 활성화시켜, 상기 제2 반응성 조성물이 상기 가교결합된 기재 네트워크와 중합되어, 그래프팅된 중합체 네트워크 및 부산물 중합체를 형성하도록 하는 단계.
  2. 제1항에 있어서, 단계 (d)는 가교결합제의 존재 하에서 수행되어, 상기 부산물 중합체가 상기 그래프팅된 중합체 네트워크와 공유 결합되도록 하는, 중합체 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 단계 (d)는 가교결합제의 실질적인 부재 하에서 수행되어, 상기 부산물 중합체의 적어도 일부분이 상기 그래프팅된 중합체 네트워크에 공유 결합되지 않도록 하는, 중합체 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (a)의 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물은 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, 스티릴, 비닐, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, O-비닐에테르, O-비닐카르보네이트, O-비닐카르바메이트, C2-12 알케닐, C2-12 알케닐페닐, C2-12 알케닐나프틸, 및 C2-6 알케닐페닐-C1-6 알킬로부터 독립적으로 선택되는 하나 이상의 반응성 기를 포함하는, 중합체 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (c)의 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물은 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, 스티릴, 비닐, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, O-비닐에테르, O-비닐카르보네이트, O-비닐카르바메이트, C2-12 알케닐, C2-12 알케닐페닐, C2-12 알케닐나프틸, 및 C2-6 알케닐페닐-C1-6 알킬로부터 독립적으로 선택되는 하나 이상의 반응성 기를 포함하는, 중합체 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합 개시제는 비스아실포스핀 옥사이드, 비스아실포스판 옥사이드, 다이-아조 화합물, 다이-퍼옥사이드 화합물, 아조-비스(모노아실포스핀 옥사이드), 아조-비스(모노아실포스판 옥사이드), 퍼옥시-비스(모노아실포스핀 옥사이드), 퍼옥시-비스(모노아실포스판 옥사이드), 아조-비스(알파-하이드록시 케톤), 퍼옥시-비스(알파-하이드록시 케톤), 아조-비스(1,2-다이케톤), 퍼옥시-비스(1,2-다이케톤), 게르마늄계 화합물, tert-부틸 7-메틸-7-(tert-부틸아조)퍼옥시옥타노에이트, 또는 이들의 조합인, 중합체 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합 개시제는 비스아실포스핀 옥사이드 또는 비스(아실)포스판 옥사이드인, 중합체 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 하이드로겔 형태이며, 상기 제1 반응성 조성물은 실리콘 반응성 성분을 함유하고 상기 제2 반응성 조성물은 친수성 반응성 성분을 함유하는, 중합체 조성물.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 하이드로겔 형태이며, 상기 제1 반응성 조성물은 친수성 반응성 성분을 함유하고 상기 제2 반응성 조성물은 실리콘 반응성 성분을 함유하는, 중합체 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 반응성 조성물은 폴리아미드, UV-VIS 흡수제, 염료, 틴트(tint), 안료, 항미생물제, 약제품, 및 영양의약제(nutraceutical) 중 하나 이상을 추가로 포함하는, 중합체 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 반응성 조성물은 폴리아미드, UV-VIS 흡수제, 염료, 틴트, 안료, 항미생물제, 약제품, 및 영양의약제 중 하나 이상을 추가로 포함하는, 중합체 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 중합체 조성물을 포함하는, 의료 장치.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 중합체 조성물을 포함하는, 안과용 장치.
  14. 제13항에 있어서, 콘택트 렌즈, 안내 렌즈(intraocular lens), 누점 마개(punctal plug) 및 안구 삽입물(ocular insert)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 안과용 장치.
  15. 중합체 조성물을 포함하는 콘택트 렌즈로서,
    상기 중합체 조성물은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법에 의해 형성되는, 콘택트 렌즈.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 반응성 조성물, 상기 제2 반응성 조성물, 또는 상기 제1 반응성 조성물 및 상기 제2 반응성 조성물 둘 모두는 UV 흡수제, 광변색성(photochromic) 화합물, 약제학적 화합물, 영양의약제 화합물, 항미생물 화합물, 반응성 틴트, 안료, 공중합성 염료, 비중합성 염료, 이형제, 습윤제, 및 이형제로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 함유하는, 콘택트 렌즈.
  17. 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제를 함유하는 가교결합된 기재 네트워크로서,
    상기 가교결합된 기재 네트워크는 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 형성되는, 가교결합된 기재 네트워크:
    (a) (i) 제1 활성화 시에, 2개 이상의 자유 라디칼 기를 형성할 수 있고, 이들 중 적어도 하나는 후속 활성화에 의해 추가로 활성화가능한, 중합 개시제; (ii) 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물; 및 (iii) 가교결합제를 함유하는 제1 반응성 조성물을 제공하는 단계; 및
    (b) 상기 제1 반응성 조성물을 제1 활성화 단계를 거치게 하여, 상기 제1 반응성 조성물이 중합되어, 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제를 함유하는 상기 가교결합된 기재 네트워크를 형성하도록 하는 단계.
  18. 하기 단계를 포함하는, 중합체 조성물의 제조 방법:
    (a) (i) 제1 활성화 시에, 2개 이상의 자유 라디칼 기를 형성할 수 있고, 이들 중 적어도 하나는 후속 활성화에 의해 추가로 활성화가능한, 중합 개시제; (ii) 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물; 및 (iii) 가교결합제를 함유하는 제1 반응성 조성물을 제공하는 단계;
    (b) 상기 제1 반응성 조성물을 제1 활성화 단계를 거치게 하여, 상기 제1 반응성 조성물이 중합되어, 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제를 함유하는 가교결합된 기재 네트워크를 형성하도록 하는 단계;
    (c) 상기 가교결합된 기재 네트워크를 하나 이상의 에틸렌계 불포화 화합물을 함유하는 제2 반응성 조성물과 배합하는 단계; 및
    (d) 상기 가교결합된 기재 네트워크의 공유 결합된 활성화가능한 자유 라디칼 개시제를 활성화시켜, 상기 제2 반응성 조성물이 상기 가교결합된 기재 네트워크와 중합되어, 그래프팅된 중합체 네트워크 및 부산물 중합체를 형성하도록 하는 단계.
KR1020197006108A 2016-08-05 2017-08-01 그래프팅된 중합체 네트워크를 함유하는 중합체 조성물 및 그의 제조 및 사용 방법 KR102371794B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662371362P 2016-08-05 2016-08-05
US62/371,362 2016-08-05
US15/656,033 US11021558B2 (en) 2016-08-05 2017-07-21 Polymer compositions containing grafted polymeric networks and processes for their preparation and use
US15/656,033 2017-07-21
PCT/US2017/044912 WO2018026822A1 (en) 2016-08-05 2017-08-01 Polymer compositions containing grafted polymeric networks and processes for their preparation and use

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190039419A true KR20190039419A (ko) 2019-04-11
KR102371794B1 KR102371794B1 (ko) 2022-03-10

Family

ID=61071342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197006108A KR102371794B1 (ko) 2016-08-05 2017-08-01 그래프팅된 중합체 네트워크를 함유하는 중합체 조성물 및 그의 제조 및 사용 방법

Country Status (12)

Country Link
US (3) US11021558B2 (ko)
EP (2) EP3753975A1 (ko)
JP (1) JP7035010B2 (ko)
KR (1) KR102371794B1 (ko)
CN (1) CN109563293B (ko)
AR (1) AR109282A1 (ko)
AU (1) AU2017306270B2 (ko)
BR (1) BR112019002062A2 (ko)
CA (1) CA3033154A1 (ko)
RU (1) RU2748735C2 (ko)
TW (1) TWI750207B (ko)
WO (1) WO2018026822A1 (ko)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8697770B2 (en) 2010-04-13 2014-04-15 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Pupil-only photochromic contact lenses displaying desirable optics and comfort
US8877103B2 (en) 2010-04-13 2014-11-04 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Process for manufacture of a thermochromic contact lens material
US11021558B2 (en) * 2016-08-05 2021-06-01 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Polymer compositions containing grafted polymeric networks and processes for their preparation and use
ES2678773B1 (es) * 2017-01-16 2019-06-12 Consejo Superior Investigacion Recubrimientos tipo hidrogel en base vinil-lactamas
WO2018135421A1 (ja) * 2017-01-17 2018-07-26 日油株式会社 コンタクトレンズ用モノマー組成物、コンタクトレンズ用重合体及びその製造方法、並びにコンタクトレンズ及びその製造方法
US10752720B2 (en) 2017-06-26 2020-08-25 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Polymerizable blockers of high energy light
US10723732B2 (en) 2017-06-30 2020-07-28 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Hydroxyphenyl phenanthrolines as polymerizable blockers of high energy light
EP3662809B1 (en) * 2017-08-01 2023-05-03 Seed Co., Ltd. Hood for endoscope
KR101963513B1 (ko) * 2017-10-23 2019-03-28 성균관대학교산학협력단 세리아 입자를 포함한 콘택트렌즈 및 이의 제조 방법
US10961341B2 (en) 2018-01-30 2021-03-30 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic devices derived from grafted polymeric networks and processes for their preparation and use
US11034789B2 (en) 2018-01-30 2021-06-15 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic devices containing localized grafted networks and processes for their preparation and use
US20210061934A1 (en) 2019-08-30 2021-03-04 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Contact lens displaying improved vision attributes
US10935695B2 (en) 2018-03-02 2021-03-02 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Polymerizable absorbers of UV and high energy visible light
US11543683B2 (en) 2019-08-30 2023-01-03 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Multifocal contact lens displaying improved vision attributes
US11993037B1 (en) 2018-03-02 2024-05-28 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Contact lens displaying improved vision attributes
US11046636B2 (en) 2018-06-29 2021-06-29 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Polymerizable absorbers of UV and high energy visible light
TWI651344B (zh) * 2018-07-06 2019-02-21 國立交通大學 雙性巨分子、其隱形眼鏡及其製備方法
US11493668B2 (en) 2018-09-26 2022-11-08 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Polymerizable absorbers of UV and high energy visible light
US11724471B2 (en) 2019-03-28 2023-08-15 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods for the manufacture of photoabsorbing contact lenses and photoabsorbing contact lenses produced thereby
US11578176B2 (en) 2019-06-24 2023-02-14 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Silicone hydrogel contact lenses having non-uniform morphology
US11958824B2 (en) 2019-06-28 2024-04-16 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Photostable mimics of macular pigment
US20200407324A1 (en) 2019-06-28 2020-12-31 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Polymerizable fused tricyclic compounds as absorbers of uv and visible light
US20210003754A1 (en) 2019-07-02 2021-01-07 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Core-shell particles and methods of making and using thereof
US11360240B2 (en) 2019-12-19 2022-06-14 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Contact lens containing photosensitive chromophore and package therefor
US20210301088A1 (en) 2020-03-18 2021-09-30 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic devices containing transition metal complexes as high energy visible light filters
US11853013B2 (en) 2020-06-15 2023-12-26 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Systems and methods for indicating the time elapsed since the occurrence of a triggering event
US12116443B2 (en) 2020-06-16 2024-10-15 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Amino acid-based polymerizable compounds and ophthalmic devices prepared therefrom
US20210388141A1 (en) 2020-06-16 2021-12-16 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Imidazolium zwitterion polymerizable compounds and ophthalmic devices incorporating them
WO2022109274A1 (en) * 2020-11-20 2022-05-27 Nouryon Chemicals International B.V. Fluorescent polymers and solutions thereof for scale control in aqueous systems
WO2022130089A1 (en) 2020-12-18 2022-06-23 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Photostable mimics of macular pigment
US12054499B2 (en) 2021-06-30 2024-08-06 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Transition metal complexes as visible light absorbers
WO2023052889A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Amide-functionalized polymerization initiators and their use in the manufacture of ophthalmic lenses
US20230176251A1 (en) 2021-09-29 2023-06-08 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic lenses and their manufacture by in-mold modification
WO2023052890A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Anthraquinone-functionalized polymerization initiators and their use in the manufacture of ophthalmic lenses
US11912800B2 (en) 2021-09-29 2024-02-27 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Amide-functionalized polymerization initiators and their use in the manufacture of ophthalmic lenses
US20230296807A1 (en) 2021-12-20 2023-09-21 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Contact lenses containing light absorbing regions and methods for their preparation
US20230348717A1 (en) 2022-04-28 2023-11-02 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Particle surface modification to increase compatibility and stability in hydrogels
US11733440B1 (en) 2022-04-28 2023-08-22 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Thermally stable nanoparticles and methods thereof
US20230348718A1 (en) 2022-04-28 2023-11-02 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Light-filtering materials for biomaterial integration and methods thereof
US11971518B2 (en) 2022-04-28 2024-04-30 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Shape engineering of particles to create a narrow spectral filter against a specific portion of the light spectrum
US20230350230A1 (en) 2022-04-28 2023-11-02 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Using particles for light filtering
WO2023242688A1 (en) 2022-06-16 2023-12-21 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic devices containing photostable mimics of macular pigment and other visible light filters
US20240228466A1 (en) 2022-12-15 2024-07-11 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Transition metal complexes as visible light absorbers
WO2024194792A1 (en) 2023-03-20 2024-09-26 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic lenses and their manufacture by in-mold modification
WO2024201156A1 (en) 2023-03-28 2024-10-03 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Grafted opthalmic devices containing deactivated regions and processes for their preparation and use

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060142410A1 (en) * 2003-01-10 2006-06-29 Masaki Baba Silicone-containing ocular lens material with high safety and preparing method thereof
WO2008000361A1 (de) * 2006-06-27 2008-01-03 Joseph Schweiger Sicherheitsaufkleber

Family Cites Families (109)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS108895A (ko) 1961-12-27
NL128305C (ko) 1963-09-11
ZA732134B (en) 1972-04-14 1974-02-27 Cpc International Inc Polymers and process therefor
US3808178A (en) 1972-06-16 1974-04-30 Polycon Laboratories Oxygen-permeable contact lens composition,methods and article of manufacture
US4197266A (en) 1974-05-06 1980-04-08 Bausch & Lomb Incorporated Method for forming optical lenses
US4113224A (en) 1975-04-08 1978-09-12 Bausch & Lomb Incorporated Apparatus for forming optical lenses
US4018853A (en) 1974-11-21 1977-04-19 Warner-Lambert Company Crosslinked, hydrophilic rods of pyrrolidone-methacrylate graft copolymers
US4099859A (en) 1974-12-02 1978-07-11 High Voltage Engineering Corporation Contact lens having a smooth surface layer of a hydrophilic polymer
US4120570A (en) 1976-06-22 1978-10-17 Syntex (U.S.A.) Inc. Method for correcting visual defects, compositions and articles of manufacture useful therein
US4136250A (en) 1977-07-20 1979-01-23 Ciba-Geigy Corporation Polysiloxane hydrogels
US4153641A (en) 1977-07-25 1979-05-08 Bausch & Lomb Incorporated Polysiloxane composition and contact lens
US4190277A (en) 1978-08-30 1980-02-26 England Robert C Device for insertion, manipulation and removal of soft contact lenses
ATE19639T1 (de) 1981-11-27 1986-05-15 Tsuetaki George F Polymere fuer kontaktlinsen und kontaktlinsen auf basis dieser polymere.
SU1085986A1 (ru) * 1982-05-07 1984-04-15 Предприятие П/Я В-8415 Способ получени привитых сополимеров
US4680336A (en) 1984-11-21 1987-07-14 Vistakon, Inc. Method of forming shaped hydrogel articles
US4740533A (en) 1987-07-28 1988-04-26 Ciba-Geigy Corporation Wettable, flexible, oxygen permeable, substantially non-swellable contact lens containing block copolymer polysiloxane-polyoxyalkylene backbone units, and use thereof
SU1500316A1 (ru) 1987-03-02 1989-08-15 2-й Московский государственный медицинский институт им.Н.И.Пирогова Устройство дл дренировани барабанной полости
JP2551580B2 (ja) 1987-04-30 1996-11-06 ホ−ヤ株式会社 コンタクトレンズの親水化方法
US4910277A (en) 1988-02-09 1990-03-20 Bambury Ronald E Hydrophilic oxygen permeable polymers
US4943150A (en) 1988-03-22 1990-07-24 Bausch & Lomb Incorporated Method of making variable modulus lenses
US5039459A (en) 1988-11-25 1991-08-13 Johnson & Johnson Vision Products, Inc. Method of forming shaped hydrogel articles including contact lenses
US5070215A (en) 1989-05-02 1991-12-03 Bausch & Lomb Incorporated Novel vinyl carbonate and vinyl carbamate contact lens material monomers
FR2646930B1 (fr) 1989-05-12 1993-04-09 Essilor Int Procede de realisation d'un element diffractif, utilisable notamment dans la fabrication de lentilles optiques artificielles, et lentilles ainsi obtenues
US5034461A (en) 1989-06-07 1991-07-23 Bausch & Lomb Incorporated Novel prepolymers useful in biomedical devices
SU1789208A1 (ru) 1989-06-19 1993-01-23 Nii R I Latexnykh Izdely Способ изготовления имплантата для устранения деформаций твердых и мягких тканей лица
US5314960A (en) 1990-04-10 1994-05-24 Permeable Technologies, Inc. Silicone-containing polymers, oxygen permeable hydrophilic contact lenses and methods for making these lenses and treating patients with visual impairment
US5244981A (en) 1990-04-10 1993-09-14 Permeable Technologies, Inc. Silicone-containing contact lens polymers, oxygen permeable contact lenses and methods for making these lenses and treating patients with visual impairment
US5371147A (en) 1990-10-11 1994-12-06 Permeable Technologies, Inc. Silicone-containing acrylic star polymers, block copolymers and macromonomers
US5310779A (en) 1991-11-05 1994-05-10 Bausch & Lomb Incorporated UV curable crosslinking agents useful in copolymerization
US5944853A (en) 1992-10-26 1999-08-31 Johnson & Johnson Vision Products, Inc. Method for preparing halotriazine dye- and vinyl sulfone dye-monomer compounds
US5321108A (en) 1993-02-12 1994-06-14 Bausch & Lomb Incorporated Fluorosilicone hydrogels
TW328535B (en) 1993-07-02 1998-03-21 Novartis Ag Functional photoinitiators and their manufacture
AU1373195A (en) 1993-12-21 1995-07-10 Bausch & Lomb Incorporated Method for increasing hydrophilicity of contact lenses
US7468398B2 (en) 1994-09-06 2008-12-23 Ciba Vision Corporation Extended wear ophthalmic lens
US5760100B1 (en) 1994-09-06 2000-11-14 Ciba Vision Corp Extended wear ophthalmic lens
FR2750429B1 (fr) 1996-06-27 1998-08-07 Essilor Int Materiau a base de silicone reticule comportant un photoamorceur fixe, son procede de preparation, produit polymerique hydrophile obtenu a partir de ce materiau et son procede de preparation, et nouveaux photoamorceurs
US6020445A (en) 1997-10-09 2000-02-01 Johnson & Johnson Vision Products, Inc. Silicone hydrogel polymers
FR2772033A1 (fr) 1997-12-05 1999-06-04 Essilor Int Procede de fabrication d'un materiau polymere transparent resistant au depot de proteines, materiau obtenu par ce procede, lentilles de contact et implants intraoculaires faits de ce materiau
US7052131B2 (en) 2001-09-10 2006-05-30 J&J Vision Care, Inc. Biomedical devices containing internal wetting agents
US5962548A (en) 1998-03-02 1999-10-05 Johnson & Johnson Vision Products, Inc. Silicone hydrogel polymers
US6849671B2 (en) 1998-03-02 2005-02-01 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Contact lenses
US6943203B2 (en) 1998-03-02 2005-09-13 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Soft contact lenses
US7461937B2 (en) 2001-09-10 2008-12-09 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Soft contact lenses displaying superior on-eye comfort
US5998498A (en) 1998-03-02 1999-12-07 Johnson & Johnson Vision Products, Inc. Soft contact lenses
US6367929B1 (en) 1998-03-02 2002-04-09 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Hydrogel with internal wetting agent
US6822016B2 (en) 2001-09-10 2004-11-23 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Biomedical devices containing internal wetting agents
AU4980199A (en) 1998-07-08 2000-02-01 Sunsoft Corporation Interpenetrating polymer network hydrophilic hydrogels for contact lens
JP2001163932A (ja) 1999-10-27 2001-06-19 Novartis Ag 材料表面を改質する方法
AU1387401A (en) 1999-10-27 2001-05-08 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Coating process
KR100522339B1 (ko) 1999-12-16 2005-10-20 아사히 가세이 아이미 가부시끼가이샤 장기간 착용이 가능한 소프트 콘택트 렌즈
US6372815B1 (en) 2000-04-18 2002-04-16 Ocular Sciences Inc Ophthalmic lenses and compositions, and methods for producing same
WO2005063838A1 (ja) 2003-12-26 2005-07-14 Kansai Paint Co., Ltd. 重合体および重合体の製造方法
US7214809B2 (en) 2004-02-11 2007-05-08 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. (Meth)acrylamide monomers containing hydroxy and silicone functionalities
US7786185B2 (en) 2004-03-05 2010-08-31 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Wettable hydrogels comprising acyclic polyamides
US20060043623A1 (en) 2004-08-27 2006-03-02 Powell P M Masked precure of ophthalmic lenses: systems and methods thereof
US7249848B2 (en) 2004-09-30 2007-07-31 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Wettable hydrogels comprising reactive, hydrophilic, polymeric internal wetting agents
US7247692B2 (en) 2004-09-30 2007-07-24 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Biomedical devices containing amphiphilic block copolymers
US9297928B2 (en) 2004-11-22 2016-03-29 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic compositions comprising polyether substituted polymers
US7572841B2 (en) 2006-06-15 2009-08-11 Coopervision International Holding Company, Lp Wettable silicone hydrogel contact lenses and related compositions and methods
KR101486738B1 (ko) 2006-07-04 2015-01-28 시바 홀딩 인크 헤테로상 중합 기술로 제조한 광개시제의 농축된 수계 생성물 형태
US7838698B2 (en) 2006-09-29 2010-11-23 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Hydrolysis-resistant silicone compounds
RU2334770C1 (ru) * 2007-04-13 2008-09-27 Институт Катализа Имени Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Полимерная композиция для мягких контактных линз продленного ношения и способ ее получения
US8318055B2 (en) 2007-08-21 2012-11-27 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods for formation of an ophthalmic lens precursor and lens
US8313828B2 (en) 2008-08-20 2012-11-20 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic lens precursor and lens
US8317505B2 (en) 2007-08-21 2012-11-27 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Apparatus for formation of an ophthalmic lens precursor and lens
US7905594B2 (en) 2007-08-21 2011-03-15 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Free form ophthalmic lens
EP2182880B1 (en) 2007-08-29 2017-10-11 Christopher John Farrell An orthodontic appliance
US8138290B2 (en) 2008-01-25 2012-03-20 Bausch & Lomb Incorporated High water content ophthalmic devices
JP5253851B2 (ja) 2008-03-18 2013-07-31 株式会社シード 眼用レンズ及び眼用レンズの製造方法
US20090295004A1 (en) 2008-06-02 2009-12-03 Pinsly Jeremy B Silicone hydrogel contact lenses displaying reduced protein uptake
US9417464B2 (en) 2008-08-20 2016-08-16 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Method and apparatus of forming a translating multifocal contact lens having a lower-lid contact surface
US8470906B2 (en) 2008-09-30 2013-06-25 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ionic silicone hydrogels having improved hydrolytic stability
WO2010056687A2 (en) 2008-11-13 2010-05-20 Novartis Ag Silicone hydrogel materials with chemically bound wetting agents
KR101422900B1 (ko) 2008-12-18 2014-07-30 노파르티스 아게 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 제조 방법
US8240849B2 (en) 2009-03-31 2012-08-14 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Free form lens with refractive index variations
WO2010121387A1 (en) 2009-04-20 2010-10-28 ETH Zürich Polymer nanoparticles
JP5832430B2 (ja) 2009-07-06 2015-12-16 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ ポリマーに固定されたビスアシルホスフィンオキシド
US7915323B2 (en) 2009-07-09 2011-03-29 Bausch & Lamb Incorporated Mono ethylenically unsaturated polycarbosiloxane monomers
KR101738186B1 (ko) 2009-07-09 2017-05-19 보오슈 앤드 롬 인코포레이팃드 모노 에틸렌계 불포화 중합성 기를 함유하는 폴리카르보실록산 단량체
US7994356B2 (en) 2009-07-09 2011-08-09 Bausch & Lomb Incorporated Mono ethylenically unsaturated polycarbosiloxane monomers
ES2693499T3 (es) 2010-02-16 2018-12-12 Toray Industries, Inc. Lentilla ocular blanda que tiene contenido bajo de humedad y procedimiento para producir la misma
JP5720103B2 (ja) 2010-03-18 2015-05-20 東レ株式会社 シリコーンハイドロゲル、眼用レンズおよびコンタクトレンズ
CN103052496A (zh) 2010-07-30 2013-04-17 库柏维景国际控股公司 由水溶性乙烯醇共聚物形成的眼科装置模具、其中模制的眼科装置和相关方法
US9217813B2 (en) 2011-02-28 2015-12-22 Coopervision International Holding Company, Lp Silicone hydrogel contact lenses
WO2012118675A2 (en) 2011-02-28 2012-09-07 Coopervision International Holding Company, Lp Wettable silicone hydrogel contact lenses
US9170349B2 (en) 2011-05-04 2015-10-27 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Medical devices having homogeneous charge density and methods for making same
GB201119363D0 (en) 2011-11-10 2011-12-21 Vertellus Specialities Inc Polymerisable material
WO2013090801A1 (en) 2011-12-14 2013-06-20 Semprus Biosciences Corp. Multistep uv process to create surface modified contact lenses
JP2015502437A (ja) * 2011-12-14 2015-01-22 センプラス・バイオサイエンシーズ・コーポレイションＳｅｍｐｒｕｓ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｃｏｒｐ． ランタニド又は遷移金属酸化剤を用いて改質したシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズ
US8937110B2 (en) 2011-12-23 2015-01-20 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Silicone hydrogels having a structure formed via controlled reaction kinetics
US9140825B2 (en) 2011-12-23 2015-09-22 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ionic silicone hydrogels
US9125808B2 (en) 2011-12-23 2015-09-08 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ionic silicone hydrogels
US9156934B2 (en) 2011-12-23 2015-10-13 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Silicone hydrogels comprising n-vinyl amides and hydroxyalkyl (meth)acrylates or (meth)acrylamides
US8937111B2 (en) 2011-12-23 2015-01-20 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Silicone hydrogels comprising desirable water content and oxygen permeability
US8940812B2 (en) 2012-01-17 2015-01-27 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Silicone polymers comprising sulfonic acid groups
US9297929B2 (en) 2012-05-25 2016-03-29 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Contact lenses comprising water soluble N-(2 hydroxyalkyl) (meth)acrylamide polymers or copolymers
US9244196B2 (en) 2012-05-25 2016-01-26 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Polymers and nanogel materials and methods for making and using the same
EP2931732B1 (en) * 2012-12-14 2020-11-25 Alcon Inc. Amphiphilic siloxane-containing vinylic monomers and uses thereof
US10167387B2 (en) 2013-09-10 2019-01-01 Colorado State University Research Foundation Synthetic polymeric materials and devices thereof
US9987808B2 (en) 2013-11-22 2018-06-05 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods for formation of an ophthalmic lens with an insert utilizing voxel-based lithography techniques
CN114734628A (zh) 2014-06-23 2022-07-12 卡本有限公司 由具有多重硬化机制的材料制备三维物体的方法
US9981436B2 (en) 2014-12-17 2018-05-29 Novartis Ag Reusable lens molds and methods of use thereof
US9927633B2 (en) 2015-10-28 2018-03-27 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Friction stabilized contact lenses
US10359643B2 (en) 2015-12-18 2019-07-23 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods for incorporating lens features and lenses having such features
US11125916B2 (en) 2016-07-06 2021-09-21 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Silicone hydrogels comprising N-alkyl methacrylamides and contact lenses made thereof
US11021558B2 (en) * 2016-08-05 2021-06-01 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Polymer compositions containing grafted polymeric networks and processes for their preparation and use
US10961341B2 (en) 2018-01-30 2021-03-30 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic devices derived from grafted polymeric networks and processes for their preparation and use
US11034789B2 (en) 2018-01-30 2021-06-15 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic devices containing localized grafted networks and processes for their preparation and use
US20230023885A1 (en) 2021-06-30 2023-01-26 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic devices derived from grafted polymeric networks and processes for their preparation and use

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060142410A1 (en) * 2003-01-10 2006-06-29 Masaki Baba Silicone-containing ocular lens material with high safety and preparing method thereof
WO2008000361A1 (de) * 2006-06-27 2008-01-03 Joseph Schweiger Sicherheitsaufkleber

Also Published As

Publication number Publication date
TW201811894A (zh) 2018-04-01
US11820850B2 (en) 2023-11-21
US20180037690A1 (en) 2018-02-08
AR109282A1 (es) 2018-11-14
CA3033154A1 (en) 2018-02-08
AU2017306270B2 (en) 2021-05-27
RU2748735C2 (ru) 2021-05-31
AU2017306270A1 (en) 2019-01-31
TWI750207B (zh) 2021-12-21
EP3494168B1 (en) 2020-04-29
RU2019104077A (ru) 2020-09-07
WO2018026822A1 (en) 2018-02-08
KR102371794B1 (ko) 2022-03-10
BR112019002062A2 (pt) 2019-05-07
EP3494168A1 (en) 2019-06-12
RU2019104077A3 (ko) 2020-11-19
CN109563293A (zh) 2019-04-02
US20240043598A1 (en) 2024-02-08
EP3494168B9 (en) 2020-08-26
US11021558B2 (en) 2021-06-01
US20210261712A1 (en) 2021-08-26
JP7035010B2 (ja) 2022-03-14
CN109563293B (zh) 2022-06-03
JP2019526656A (ja) 2019-09-19
EP3753975A1 (en) 2020-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102371794B1 (ko) 그래프팅된 중합체 네트워크를 함유하는 중합체 조성물 및 그의 제조 및 사용 방법
KR102350698B1 (ko) 폴리아미드를 포함하는 실리콘 하이드로겔
JP7358389B2 (ja) グラフトポリマーネットワークに由来する眼科用装置、並びにそれらを調製及び使用するためのプロセス
US8158695B2 (en) Forming clear, wettable silicone hydrogel articles without surface treatments
EP3523338B1 (en) Tri-block prepolymers and their use in silicone hydrogels
JP6974425B2 (ja) 高濃度のポリアミドを含むシリコーンヒドロゲル
EP1601723B1 (en) Diluents for forming clear, wettable silicone hydrogel articles
JP7358390B2 (ja) 局所的にグラフトされたネットワークを含有する眼科用装置並びにその調製及び使用プロセス
RU2776463C2 (ru) Офтальмологические устройства, полученные из привитых полимерных сетей, и способы их получения и применения

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant